Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine bidirektionale Ventilvorrichtung für ein Pneumatik- und/oder ein Hydrauliksystem und ein Verfahren zum Betreiben einer bidirektionalen Ventilvorrichtung.

Hydraulik- und Pneumatiksysteme sind in einer Vielzahl von Bereichen einsetzbar und benötigen für einen zuverlässigen Betrieb entsprechende Komponenten, beispielsweise Ventile.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe des vorliegenden Ansatzes eine verbesserte eine bidirektionale Ventilvorrichtung für ein Pneumatik- und/oder ein Hydrauliksystem und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer bidirektionalen Ventilvorrichtung, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine bidirektionale Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Vorrichtungsanspruchs 1 und durch ein Verfahren nach Anspruch 9 gelöst.

Der vorgestellte Ansatz kann sich auf ein bidirektionales Ventil beziehen, das vorteilhafterweise günstig in der Herstellung ist, da es aus wenigen Teilen besteht und somit deutlich einfacher herzustellen ist. Des Weiteren kann durch den vorgestellten Ansatz und die somit benötigten Bauteile auch eine Größe des Ventils modifiziert werden, sodass sich neue, effiziente Einbaumöglichkeiten ergeben können. Das Ventil kann zudem nicht nur radial, sondern auch axial verbaut werden, wodurch sich beispielsweise mehrere Montiermöglichkeiten, unter anderem in einer Leitung oder in einem Antriebszylinder, ergeben können.

Es wird eine bidirektionale Ventilvorrichtung für ein Pneumatik- und/oder ein Hydrauliksystem vorgestellt, wobei die bidirektionale Ventilvorrichtung einen beweglichen Stift mit einem Kanal zum Führen eines Fluids durch den Stift, mit einem Hülsenabschnitt und mit einem an den Hülsenabschnitt angrenzenden Federabschnitt aufweist, wobei der Stift im Hülsenabschnitt zumindest ein Sackloch und eine Queröffnung oder einen geringeren Querschnitt als eine Bohrung der Hülse aufweist. Weiterhin weist die bidirektionale Ventilvorrichtung die im Hülsenabschnitt des Stifts angeordnete und entlang des Stifts bewegliche Hülse auf, die ausgeformt ist, um in einer ersten Hülsenstellung die Queröffnung zu verschließen oder den Stift gegen die Hülse abzudichten und um in einer zweiten Hülsenstellung die Queröffnung teilweise oder ganz freizugeben oder eine Fluiddurchflussöffnung zwischen dem Stift und der Hülse freizugeben, sowie ein im Federabschnitt angeordnetes Federelement, das mit der Hülse verbunden ist. Dabei ist das Federelement zwischen der Hülse und dem Stift vorgespannt, sodass in einer Ruheposition die Hülse die Queröffnung verschließt.

Optional weist die Ventilvorrichtung ein Gehäuse mit einer ersten Fluidkammer und mit einer zweiten Fluidkammer auf, wobei die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer über den beispielsweise hohlgebohrten Stift und die Hülse fluidisch verbunden werden könnem

Die Ventilvorrichtung kann beispielsweise als ein bidirektionales Druckbegrenzungsventil ausgeformt sein, das für Pneumatik- und/oder Hydraulikanwendungen eingesetzt werden kann. Demnach kann das Fluid beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas sein, das die Ventilvorrichtung passieren kann und den Druck des Fluids regeln kann.. Die Ventilvorrichtung kann vorteilhafterweise variabel eingesetzt werden, beispielsweise in einem Ventilblock, mit einer Einschraubhülse oder als ein verschraubbares Sechskantventil. Der Stift kann hohlgebohrt sein. Es ist auch möglich einen Stift einzusetzen mit einem Durchmesser der kleiner ist als der Innendruchmesser der Hülse. Dadruch braucht der Stift nicht hohlgebort sein und das Fluid kann trotzdem über einen steuerbaren Dichtabschluss zwischen dem Stift und der Hülse von der einen in die andere Kammer fließen.. Die mindestens eine Queröffnung kann auch als Querbohrung bezeichnet werden und kann vorteilhafterweise rechtwinklig zu dem Kanal angeordnet und mit diesem verbunden sein. Vorteilhafterweise kann dadurch das Fluid dem Kanal zugeführt oder aus dem Kanal abgeführt werden, sofern die Hülse, die durch den Druck verschoben wird und die Queröffnung freigibt oder der Stift aus seiner Ruhestellung weggedrückt wird. Die Hülse kann beispielsweise auch als Verschlusselement bezeichnet werden und kann vorteilhafterweise an der Mantelfläche des Stifts im Hülsenabschnitt angeordnet sein. Die Hülse kann dabei beispielsweise ebenfalls zylinderartig ausgeformt sein und entlang einer Haupterstreckungsachse des Stifts unter beispielsweise einer Druckeinwirkung bewegt oder verschoben werden. Das Federelement kann beispielsweise als eine Druckfeder ausgeformt sein, die mit der Hülse verbunden und zwischen der Hülse und dem Stift vorgespannt sein kann, um vorteilhafterweise den Druck auf die Hülse wirken und die Queröffnung so verschließen zu können. Der Stift mit der Hülse und dem Federelement kann dabei von dem Gehäuse umgeben sein, wodurch vorteilhafterweise die erste und die zweite Fluidkammer ausgeformt werden können. Das bedeutet, dass die Fluidkammern beispielsweise als Hohlräume des Gehäuses ausgeformt sein können. Vorteilhafterweise kann die erste Fluidkammer im Bereich des Hülsenabschnitts und die zweite Fluidkammer im Bereich des Federabschnitts angeordnet sein. Vorteilhafterweise können durch die geringe Anzahl von Bauteilen der Ventilvorrichtung Fertigungskosten reduziert und ein Aufbau vereinfacht werden.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Stift im Federabschnitt ein Stützelement oder eine Einstellmutter aufweisen, der oder die ausgeformt sein kann, um das Federelement an dem Stift abzustützen, insbesondere wobei das Federelement zwischen dem Stützelement und der Hülse vorgespannt sein kann. Das Stützelement kann beispielsweise als Gewindemutter ausgeführt sein. Zusätzlich kann eine Scheibe zwischen das Stützelement/Einstellmutter und die Feder angebracht werden. Vorteilhafterweise kann durch das Anziehen der Einstellmutter das Federelement gespannt werden. Wodurch eine Druckkraft auf die Hülse und eine Zugkraft, die gleich groß ist, auf den Stift wirkt.

Weiterhin kann gemäß einer anderen Ausführungsform ein Gehäuse mit einer ersten Fluidkammer und mit einer zweiten Fluidkammer vorgesehen sein, wobei die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer über den Stift und die Hülse fluidisch verbindbar sind. Hierbei kann das Gehäuse ist nur bei der Blockbauweise der Ventilvorrichtung notwendigsein. Das vorgespannte Ventilpacket kann auch ohne ein Gehäuse in eine Bohrung/Leitung eingesetze werden, um die beiden Druckkammern zu trennen. Eine solches Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass eine sehr kompakte Ventilvorrichtung geshcaffen werden kann, die auch bei geringem zur Verfügung stehendem Bauraum verbaubar ist.

Die Hülse kann einen Kragen aufweisen, der mit dem Federelement verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Kragen ausgeformt sein, um einen Bewegungsweg der Hülse in Richtung der ersten Fluidkammer zu begrenzen und/oder um eine Feder zu verbauen, die im Durchmesser größer ist als die Hülse. Der Kragen kann beispielsweise als ein Haltevorsprung ausgeformt sein, sodass eine Seitenwand der Hülse vorteilhafterweise L-förmig realisiert werden kann. Der Kragen kann demnach die kurze L-Seite repräsentieren und der Rest der Hülse, der die Mantelfläche des Stifts kontaktieren kann, die lange L-Seite, wodurch die Hülse vorteilhafterweise in ihrer Position abgesichert werden kann.

Ferner kann der Stift im Federabschnitt mindestens eine weitere Queröffnung aufweisen (was speziell bei einer Blockbauweise der Ventilvorrichtung hilfreich ist), um das Fluid in den Kanal einzulassen und zusätzlich oder alternativ aus dem Kanal auszulassen. Die weitere Queröffnung kann vorteilhafterweise parallel zu der Queröffnung im Hülsenabschnitt realisiert sein. Die Axialöffnung oder Hohlbohrung im Stift kann vorteilhafterweise an einer Stirnseite des Stifts angeordnet sein. Genauer gesagt kann die Axialöffnung direkt in den Kanal des Stifts übergehen, sodass das Fluid direkt in oder aus dem Kanal strömen kann. Die Axialöffnung kann weiterhin auf der Haupterstreckungsachse des Stifts angeordnet sein. Weiterhin kann die weitere Queröffnung beispielsweise auch als Radialöffnung bezüglich der Haupterstreckungsachse bezeichnet werden.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Hülse eine Dichtungsnut zum Aufnehmen eines Dichtelements zum Abdichten der ersten Fluidkammer von der zweiten Fluidkammer aufweisen. Dabei kann das Dichtelement insbesondere zwischen der Hülse und einer Gehäusewand des Gehäuses angeordnet sein. Um eine Dichteit des Ventils zu gewährleisten oder sicherstellen zu können, weist die Ventilvorrichtung das Dichtelement auf. Das Dichtelement kann beispielsweise als ein Dichtring/Kolbendichtung ausgeformt sein, der in der Dichtungsnut der Hülse angeordnet oder anordenbar sein kann. Die Dichtungsnut kann dabei als eine Vertiefung in der Hülse ausgeformt sein.

Es ist außerdem möglich das Ventil ohne Dichtelement/O-Ring auszuführen. Speziell kann heirbei zwischen einer Außenwand der Hülse und einer Innenwand des Gehäuses ein Drosselbereich vorgesehen sein, der einen geringeren Querschnitt aufweist, als ein anderer Bereich zwischen der Außenwand der Hülse und der Innenwand des Gehäuses. Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Ventil zusätzlich die Funktion einer Drossel aufweist, da dadurch eine definierte Fluidmenge das Ventil passieren kann, wenn die Hülse und die Bohrung für die Hülse als Passung ausgelegt werden.

Weiterhin kann die erste Fluidkammer einen kleineren Durchmesser aufweisen als die zweite Fluidkammer, wodurch eine Feder verbaut werden kann, die im Durchmesser größer ist als die Hülse Zusätzlich oder alternativ kann der Stift auf einer dem Federabschnitt gegenüberliegenden Seite des Hülsenabschnitts einen größeren Durchmesser aufweisen als im Federabschnitt, insbesondere kann der Stift im Bereich des größeren Durchmessers kegelstumpfförmig ausgeformt sein.

Vorteilhafterweise kann der kegelstumpfförmige Bereich auch ausgeformt sein, um das Ventil über den Kegel abzudichten. Außerdem verläuft so beispielsweise der Kraftfluss über die Kegelspitze des Stiftes in die Hülse, wodurch die Ventilfeder über das Anziehen des Stützelementes/Einstellmutter vorgespannt werden kann. Die Kegelform hat die Funktion das Ventil abzudichten. Außerdem kann das Ventilpacket durch die Kegelform am Stift vorgespannt werden, da der Kegel sich an der Kante der Hülseninnenbohrung abstützt.

Gemäß einer Ausführungsform (Blockbauweise) kann der Stift ausgebildet sein, um an einer Wand der zweiten Fluidkammer anzuliegen, wenn die Hülse in Richtung der zweiten Fluidkammer beweglich ist, um die Queröffnung freizugeben. Vorteilhafterweise kann die Wand dabei als Halteelement fungieren, sodass der Kraftfluss in das Gehäuse/Ventilblock abgeleitet wird., Der Stift kann eine Sicherungsnut zum Aufnehmen eines Sicherungselements aufweisen oder der Stift mit einem Gewinde versehen und das Sicherungselement/Einstellmutter verschraubt werden. Dadurch ist das Ventil einstellbar, da die Vorspannkraft der Feder durch das Anziehen einer Einzelmutter eingestellt werden kann. Die Sicherungsnut kann beispielsweise als eine Vertiefung ausgeformt sein, in der das Sicherungselement, beispielsweise ein Sicherungsring, angeordnet sein kann. Die Sicherungsnut kann dabei ringartig in die Mantelfläche des Stifts eingebracht sein.

Ferner kann auch gemäß einer Ausführungsform die Stirnfläche der Hülse gleich groß wie die Querschnittsfläche der Innenbohrung sein. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine Auslenkung des Stiifts bzw. der Hülse bei einem gleichen Druckpegel erreicht werden, sodass das bidirektional schaltende Ventil in jede der Richtungen ab einer gleichen Druckbeaufschlagung durchschaltet. Wenn der Druck in der ersten Kammer ansteht, wirkt das Fluid, beziehungsweise der Druck des Fluids gegen die Druckprojektionsfläche, die der Stirnfläche der Hülse entspricht. Wenn der zulässige Druck und somit die Federvorspannkraft überschritten wird, wird die Hülse weggedrückt und das Ventil öffnet/schaltet, wodurch das Fluid in die zweite Kammer entweichen kann. Damit das Ventil in die andere Richtung öffnet/schaltet wirkt der Druck in der zweiten Kammer auf die Druckprojektionsfläche, die dem Querschnittsfläche der Bohrung in der Hülse entspicht. Wenn der zulässige Druck und somit die Federkraft überschritten wird, wird der Stift aus der Hülse rausgedrückt und das Ventil öffnet/schaltet, wodurch das Fluid in die erste Kammer entweichen kann. Da die beiden Druckprojektionsflächen gleich groß sind, öffnet/schaltet das Ventil in beide Richtungen beim Erreichen desselben Drucks.

Ferner wird ein Verfahren zum Betreiben einer bidirektionalen Ventilvorrichtung in einer zuvor genannten Variante vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Einlassens des Fluids in die erste Fluidkammer oder in die zweite Fluidkammer und einen Schritt des Überführens der Hülse von der ersten Hülsenstellung in die zweite Hülsenstellung unter Verwendung des Fluids umfasst, um die mindestens eine Queröffnung zu öffnen. Durch das Verfahren kann die Ventilvorrichtung vorteilhafterweise bidirektional betrieben werden. Das bedeutet, dass das Fluid vorteilhafterweise sowohl von der ersten Fluidkammer als auch von der zweiten Fluidkammer eingebracht werden kann.

Vorteilhafterweise kann die Queröffnung freigegeben werden und das Fluid kann aus dem Kanal in die erste Fluidkammer ausströmen.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer bidirektionalen Ventilvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Ventilverbunds einer bidirektionalen Ventilvorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Ventilverbunds einer bidirektionalen Ventilvorrichtung;

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung eines Stifts gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine bidirektionale Ventilvorrichtung;

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung einer Hülse gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine bidirektionale Ventilvorrichtung;

Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung eines Stützelements gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine bidirektionale Ventilvorrichtung;

Fig. 7 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung;

Fig. 8 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung; Fig. 9 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung;

Fig. 10 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung;

Fig. 11 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung;

Fig. 12 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung;

Fig. 13 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung;

Fig. 14 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung; und

Fig. 15 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer bidirektionalen Ventilvorrichtung.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer bidirektionalen Ventilvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Ventilvorrichtung 100 ist beispielsweise in einem Pneumatik- und/oder Hydrauliksystem als Druckbegrenzungsventil nutzbar. Dazu weist es einen bidirektional beweglichen Stift 105 mit einem Kanal 110 zum Führen eines Fluids durch den Stift 105 auf. Der Stift 105 wiederum weist einen Hülsenabschnitt 115 und einen an den Hülsenabschnitt 115 angrenzenden Federabschnitt 120 auf. Im Hülsenabschnitt 115 weist der Stift 105 zumindest eine Queröffnung 125 auf, die beispielsweise ausgebildet ist, um das Fluid in den Kanal 110 einzulassen oder auszulassen. Der Stift 105 ist beispielsweise beweglich entlang seiner Haupterstreckungsachse 130 angeordnet. Die bidirektionale Ventilvorrichtung 100 weist weiterhin eine im Hülsenabschnitt 115 des Stifts 105 angeordnete und entlang des Stifts 105 bewegliche Hülse 135 auf, die ausgeformt ist, um in einer ersten Hülsenstellung 140 die Queröffnung 125 zu verschließen und um in einer zweiten Hülsenstellung die Queröffnung 125 zumindest teilweise freizugeben. Anders ausgedrückt ist die Hülse 135 an einer Mantelfläche 142 des Stifts 105 angeordnet. Im Federabschnitt 120 ist ein Federelement 145, beispielsweise eine Sprungfeder, mit der Hülse 135 verbunden und zwischen der Hülse 135 und dem Stift 105 vorgespannt, sodass in einer Ruheposition die Hülse 135 die Queröffnung 125 verschließt. Die Ventilvorrichtung 100 weist weiterhin ein optinales Gehäuse 150 mit einer ersten Fluidkammer 155 und einer zweiten Fluidkammer 160 auf, wobei die erste Fluidkammer 155 und die zweite Fluidkammer 160 über den Stift 105 und die Hülse 135 fluidisch verbindbar oder verbunden sind. Die Fluidkammern 155, 160 sind dabei beispielsweise als Hohlräume in dem Gehäuse 150 ausgeformt. Die Ventilvorrichtung 100 ist beispielsweise als ein Ventilblock, als verschraubbares Sechskantventil oder beispielsweise mit einem Einschraubgehäuse realisierbar. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel jedoch ist die Ventilvorrichtung blockartig ausgeformt. Lediglich optional weist die Ventilvorrichtung 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Verschlusselement 165 auf, das ausgeformt ist, um die zweite Fluidkammer 160 zu verschließen. Das Verschlusselement 165 ist dabei beispielsweise stöpselartig ausgeformt und ist ebenfalls optional an dem Gehäuse 150 fixierbar.

Denkbar ist jedoch auch, dass in einem alternativen Ausführungsbeispiel der Stift 105 keine Hohlbohrung oder Axialöffnunge aufweist, sondern einen geringeren Querschnitt als der Innendurchmesser der Hülse 135 aufweist. Hierdurch ergibt sic hein freier Zwischenraum zwischen der Hülse 135 und dem Stift 105, der ebenfalls zur Führung eines Fluids von der ersten Fluidkammer 155 zu der zweiten Fluidkammer 160 verwendet werden kann. Ein Dichtbereich zwischen einem Kopf des Stifts 105 und der Hülse 135 kann dann die gleiche Funktion haben, wie die Queröffnung 125. Gemäß den in der Fig. 1 näher dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Stift 105 im Federabschnitt 120 ein beispielsweise als Flansch und/oder Scheibe ausgeformtes Stützelement 170 auf. Das Stützelement 170 ist ausgeformt, um das Federelement 145 an dem Stift 105 abzustützen. Genauer gesagt ist das Federelement 145 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Hülse 135 und dem Stützelement 170 vorgespannt, sodass das Federelement 145 Druck auf die Hülse 135 in Richtung der ersten Fluidkammer 155 ausübt. Wenn das Fluid beispielsweise von der ersten Fluidkammer 155 aus in den Stift eingelassen wird, berührt das Stützelement 170 das Verschlusselement 165, da der Stift 105 samt der Hülse 135 zunächst auf das Verschlusselement 165 gedrückt wird. Erst dann wird die Hülse 135 einzeln bewegt und die Queröffnung 125 wird freigegeben. Das bedeutet also, dass der Stift 105 ausgebildet ist, um an einer Wand der zweiten Fluidkammer, beispielsweise des Verschlusselements 165, anzuliegen, wenn die Hülse 135 in Richtung der zweiten Fluidkammer 160 beweglich ist, um die Queröffnung 125 freizugeben.

Eine Seitenwand des Stützelements 170 ist beispielsweise L-förmig realisiert und ähnelt dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Form der Hülse 135, die hier ebenfalls eine L-förmige Seitenwand aufweist. Dabei formt die kurze Seite des Ls einen Kragen 175 aus der mit dem Federelement 145 verbunden ist und/oder der ausgeformt ist, um einen Bewegungsweg der Hülse 135 in Richtung der ersten Fluidkammer 155 zu begrenzen. Dies ist dadurch möglich, dass das Gehäuse 150 bei einem Übergang von der ersten Fluidkammer 155 zur zweiten Fluidkammer 160 stufenartig ausgeformt ist und der Kragen 175 an dieser Stufe greift. Anders ausgedrückt formen die Fluidkammern 155, 160 gemeinsam einen flaschenförmigen Innenraum des Gehäuses 150 aus, wobei der « Flaschenhals » die erste Fluidkammer 155 und der « Flaschenbauch » die zweite Fluidkammer 160 repräsentiert. Anders ausgedrückt weist die erste Fluidkammer 155 einen kleineren Durchmesser auf als die zweite Fluidkammer 160. Zusätzlich oder alternativ weist der Stift 105 auf einer dem Federabschnitt 120 gegenüberliegenden Seite des Hülsenabschnitts 115 einen größeren Durchmesser auf als im Federabschnitt 120, insbesondere wobei der Stift 105 im Bereich des größeren Durchmessers einen kegelstumpfförmigen Kopf 177 aufweist und somit von der Hülse 135 weg breiter wird. Lediglich optional weist der Stift 105 im Federabschnitt mindestens eine weitere Queröffnung 180 und/oder eine Axialöffnung 185 auf. Die Öffnungen 180, 185 sind dabei ausgeformt, um wie auch die Queröffnung 125 das Fluid in den Kanal 110 einzulassen und/oder aus dem Kanal 110 auszulassen. Des Weiteren weist die Hülse 135 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Dichtungsnut 190 zum Aufnehmen eines Dichtelements 195 auf. Das Dichtelement 195 ist dabei ausgebildet, um die erste Fluidkammer 155 von der zweiten Fluidkammer 160 abzudichten. Das Dichtelement 195 ist weiterhin optional zwischen der Hülse 135 und einer Gehäusewand des Gehäuses 150 angeordnet. Die Dichtungsnut 190 ist um die Hülse 135 umlaufend angeordnet, sodass das Dichtelement 195 beispielsweise als ein Dichtring ausgeformt ist. Insgesamt weist die bidirektionale Ventilvorrichtung 100 zwei Anschlüsse 196 auf, über die das Fluid in eine der Fluidkammern 155, 160 eingelassen und von der anderen der Kammern 155, 160 abgelassen wird. Die Anschlüse 196 sind dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel an einer gemeinsamen Seite der Ventilvorrichtung 100 angeordnet. Alternativ sind die Anschlüsse 196 jedoch auch anders realisierbar, solange einer der Anschlüsse 196 mit der ersten Fluidkammer 155 gekoppelt ist und der andere der Anschlüsse 196 mit der zweiten Fluidkammer 160. Da die Ventilvorrichtung 100 bidirektional funktioniert, ist die Ventilvorrichtung 100 flexibel anordenbar. Weiterhin ist die Ventilvorrichtung 100 beispielsweise länglich ausgeformt, sodass sie auch in beispielsweise einen Kolben eines Antriebszylinders einbaubar ist, um den Druck aus einer Druckkammer direkt in die andere abzuleiten.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Stift 105 und die Hülse auch derart ausgeformt, dass die Stirnfläche Astim der Hülse 135 gleich groß wie die Querschnittsfläche der Innenbohrung Ainnen des Stifts 105. Hierdurch kann die Ventilvorrichtung 100 derart ausgelegt werden, dass sie bei einem gleichen Druck in jede der beiden bidirektionalen Richtungen schalten kann.

In anderen Worten ausgedrückt wird hier ein bidirektionales Druckbegrenzungsventil beschrieben, das sowohl in der Pneumatik als auch in der Hydraulik eingesetzt werden. Beispielsweise lässt sich die Ventilvorrichtung 100 axial in eine Fluidleitung verbauen, in einem Kolben eines Zylinders oder beispielsweise in eine Tieflochbohrung, die zwei Druckkammern verbindet. Das Federelement 145 ist beispielsweise als eine Druckfeder ausgeformt, die im zusammengebauten Zustand auf eine definierte Kraft vorgespannt ist. Da diejenigen Projektionsflächen, auf die der Druck wirkt, gleich sind, öffnet das Ventil beim Überschreiten des zulässigen Drucks in beide Richtungen. Das Fluid kann so direkt in die drucklose der Fluidkammern 155, 160 abfließen.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Ventilverbunds 200 einer bidirektionalen Ventilvorrichtung. Die hier dargestellte Ventilverbund 200 ist beispielsweise für eine bidirektionale Ventilvorrichtung nutzbar, wie sie beispielsweise in Fig. 1 beschrieben wurde. Auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist sie den Stift 105, die Hülse 135 sowie das Federelement 145 und das Stützelement 170 auf. Lediglich das Gehäuse ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Das Stützelement 170 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Scheibe dargestellt, die zwei einander gegenüberliegende flache Kanten und zwei einander gegenüberliegende gebogene Kanten aufweist. Im Hülsenabschnitt 115 weist der Stift 105 an einer Stirnseite einen kegelstumpfförmigen Bereich oder Kopf 177 auf, sodass eine Bewegung der Hülse 135 begrenzt wird.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Ventilverbunds 200 einer bidirektionalen Ventilvorrichtung. Die hier dargestellte Ventilverbund 200 entspricht beispielsweise dem in Fig. 2 beschriebenen Ventilverbund 200. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Stift 105, genauer gesagt das Stützelement 170 eine Sicherungsnut 300 zum Aufnehmen eines Sicherungselements, wie beispielsweise einen Sicherungsring, auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Stift 105 die Queröffnung 125 sowie die Axialöffnung 185 auf, die in den Kanal 110 hineinführt.

Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Stifts 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine bidirektionale Ventilvorrichtung. Der Stift 105 entspricht oder ähnelt beispielsweise dem Stift 105, der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 beschrieben wurde. Hier weist der Sift 105 die Sicherungsnut 300 auf. Während der Kanal 110 gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen einheitlichen Durchmesser aufweist und somit gleichmäßig verläuft, weist der Stift 105 an seiner Mantelfläche eine Abstufung 400 als Spielanpassung zur Hülse auf. Ebenfalls weist der Stift 105 im Bereich der Sicherungsnut 300 eine weitere Abstufung 405 auf, die beispielsweise als Stopper für das Stützelement ausgeformt ist.

Anders ausgedrückt ist der Stift 105 hohlgebohrt und hat an einem Ende eine hier als Queröffnung 125 beschriebene Querbohrung. Am selben Ende hat der Stift 105 auch eine Kegelfläche, die als kegelstumpfförmiger Kopf 177 beschrieben wurde oder als Ringauflage bezeichenbar ist. Über diese Kegelfläche 177 und die Hülse 135 wird die Ventilvorrichtung angedichtet. Bei einer alternativen Ausführung des Ventils entfällt die Kegelfläche 177. Am anderen Ende des Stiftes 105 weist dieser gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Sitz für die Scheibe, was hier als weitere Abstufung 405 beschrieben wurde, und die Sicherungsnut 300 für den Sicherungsring. Am großen Durchmesser, das bedeutet im Hülsenabschnitt 115 hat der Stift 105 eine Spielpassung zur Hülse.

Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Hülse 135 gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine bidirektionale Ventilvorrichtung. Die Hülse 135 entspricht beispielsweise der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Hülse 135 und ist beispielsweise mit einem Stift verbindbar oder verbunden, wie er in Fig. 4 beschrieben wurde. Die Hülse 135 ist dabei beispielsweise zylindrisch ausgeformt und weist die Dichtungsnut 190 auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Hülse 135 zudem eine Spielpassung am Außendurchmesser und eine Spielpassung am Innendurchmesser auf.

Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Stützelements 170 gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine bidirektionale Ventilvorrichtung. Das Stützelement 170 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Scheibe ausgeformt und ist beispielsweise für eine Ventilvorrichtung nutzbar, wie sie beispielsweise in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 beschrieben wurde. Die Scheibe besitzt gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei Fräskanten 600, damit beispielsweise Öl in einer Federkammer abfließen kann, wenn die Feder gestaucht wird. In der Mitte weist das Stützelement 170 beispielsweise eine Durchgangsöffnung 605 auf, die ausgebildet beispielsweise ausgebildet ist, um das Stützelement 170 auf den Stift zu schieben.

Fig. 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung 100. Die hier dargestellte Ventilvorrichtung 100 ähnelt beispielsweise der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ventilvorrichtung 100. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Queröffnung 125 geschlossen und somit die erste Hülsenstellung 140 dargestellt.

Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung 100. Die hier dargestellte Ventilvorrichtung 100 ähnelt beispielsweise der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 und/oder 7 beschriebenen Ventilvorrichtung 100. Hier ist die Ventilvorrichtung 100 in Verbindung mit einem Ventilblock dargestellt und weist das Verschlusselement 165 zum Verschließen des Gehäuses 150 auf. Die Fluidkammern 155, 160 sind vor und hinter dem Stift 105 angeordnet und jeweils mit einem Anschluss 196 verbunden.

Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung 100. Die hier dargestellte Ventilvorrichtung 100 ähnelt beispielsweise der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 und/oder 7 bis 8 beschriebenen Ventilvorrichtung 100. Hier ist die Ventilvorrichtung 100 lediglich als verschraubbares Sechskantventil dargestellt.

Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung 100. Die hier dargestellte Ventilvorrichtung 100 ähnelt beispielsweise der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 und/oder 7 bis 9 beschriebenen Ventilvorrichtung 100. Da die bidirektionale Ventilvorrichtung 100 in zwei Richtungen unter Druck öffnet und schließt, weist die Ventilvorrichtung 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine erste Projektionsfläche 1000 und eine zweite Projektionsfläche 1005 auf, die gleichgroß sind. Durch die gleiche Größe der Projektionsflächen 1000, 1005 wird demnach derselbe Druckwert benötigt, damit die Hülse 135 bewegt wird und das Ventil öffnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Projektionsfläche 1000 an einer Stirnseite der Hülse 135 angeordnet. Die zweite Projektionsfläche 1005 ist an einem Verbindungselement 1010 angeordnet, welches die Hülse 135 und das Federelement 145 miteinander verbindet.

Anders ausgedrückt wird das vorgespannte Paket aus Stift 105, Hülse 135, Federelement 145 und optional Stützelement 170 als Scheibe wird in das Gehäuse 150 eingesetzt und mit einem Sicherungsring fixiert. Die Projektionsflächen 1000, 1005, auf die der Druck wirkt, sind gleich groß. In O-Stellung ist das Ventil, genauer gesagt die Queröffnung 125 geschlossen. Durch den Stift 105 kann dann kein Fluid fließen. Wenn der Druck, bei dem das Ventil schaltet, erreicht ist, wird die Hülse 135, die von dem Federelement 145 gestützt wird, in das Gehäuse 150 gedrückt und die Queröffnung 145 wird freigegeben.

Fig. 11 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung 100. Die hier dargestellte Ventilvorrichtung 100 ähnelt oder entspricht beispielsweise der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 und/oder 7 bis 10 beschriebenen Ventilvorrichtung 100. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Queröffnung 125 jedoch geöffnet und somit eine zweite Hülsenstellung 1100 dargestellt, sodass das Fluid aus oder in den Kanal 110 fließen kann.

In anderen Worten ausgedrückt wird der Stift 105 nach außen gedrückt, wenn der Druck, bei dem das Ventil schalten soll, erreicht ist. Das Stützelement 170 staucht dabei beispielsweise das Federelement 145. Die Hülse 135 liegt beispielsweise an dem Sicherungsring in dem Gehäuse 150 an und das Ventil öffnet.

Fig. 12 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung 100. Die hier dargestellte Ventilvorrichtung 100 ähnelt oder entspricht beispielsweise der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 und/oder 7 bis 11 beschriebenen Ventilvorrichtung 100. Auch hier ist die Queröffnung 125 freigegeben.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel liegt anders ausgedrückt der Druck auf der linken Seite, beziehungsweise von der ersten Fluidkammer ausgehend an, sodass die Hülse 135 weggedrückt wird und das Fluid durch die Queröffnung 125 im Stift 105 in die zweite Fluidkammer gelangt.

Fig. 13 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung 100. Die hier dargestellte Ventilvorrichtung 100 ähnelt oder entspricht beispielsweise der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 und/oder 7 bis 12 beschriebenen Ventilvorrichtung 100. Auch hier ist die Queröffnung 125 mindestens teilweise freigegeben.

Fig. 14 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer bidirektionalen Ventilvorrichtung 100. Die hier dargestellte Ventilvorrichtung 100 ähnelt oder entspricht beispielsweise der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 und/oder 7 bis 13 beschriebenen Ventilvorrichtung 100, insbesondere der in Fig. 13. Auch hier ist die Queröffnung 125 mindestens teilweise freigegeben.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel liegt anders ausgedrückt der Druck auf der rechten Seite, beziehungsweise von der zweiten Fluidkammer ausgehend an, sodass der Stift 105 nach außen gedrückt wird und das Fluid durch beispielsweise die Axialöffnung 185 in die erste Fluidkammer gelangt.

Fig. 15 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 1500 zum Betreiben einer bidirektionalen Ventilvorrichtung. Durch das Verfahren 1500 wird beispielsweise eine bidirektionale Ventilvorrichtung betrieben, wie sie in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 und/oder 7 bis 14 beschrieben wurde. Das Verfahren 1500 umfasst dabei einen Schritt 1505 des Einlassens des Fluids in die erste Fluidkammer oder in die zweite Fluidkammer und einen Schritt 1510 des Überführens der Hülse von der ersten Hülsenstellung in die zweite Hülsenstellung unter Verwendung des Fluids, um die mindestens eine Queröffnung zu öffnen. Dadurch wird das Fluid beispielsweise von der ersten Fluidkammer in den Kanal eingelassen oder aus dem Kanal in die erste Fluidkammer ausgelassen. Beispielsweise wird die Hülse im Schritt 1510 des Überführens von der ersten Hülsenstellung in die zweite Hülsenstellung überführt wird, wenn ein Druck des Fluids einen Druckschwellwert überschreitet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 1505 des Einlassens das Fluid in die zweite Fluidkammer eingelassen und im Schritt 1510 des Überführens der Stift in Richtung der ersten Fluidkammer bewegt, um die Hülse von der ersten Hülsenstellung in die zweite Hülsenstellung zu überführen. Zusätzlich oder alternativ dazu wird beispielsweise im Schritt 1505 des Einlassens das Fluid in die erste Fluidkammer eingelassen und im Schritt 1510 des Überführens werden der Stift und die Hülse vor dem Überführen der Hülse von der ersten Hülsenstellung in die zweite Hülsenstellung in Richtung der zweiten Fluidkammer bewegt, sodass beispielsweise das Fluid auf den Stift und auf die Hülse wirkt, um die Queröffnung zu öffnen.

Die hier vorgestellten Verfahrensschritte können wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das

Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

BEZUGSZEICHENLISTE

100 bidirektionale Ventilvorrichtung

105 Stift

110 Kanal

115 Hülsenabschnitt

120 Federabschnitt

125 Queröffnung

130 Haupterstreckungsachse

135 Hülse

140 erste Hülsenstellung

142 Mantelfläche

145 Federelement

150 Gehäuse

155 erste Fluidkammer

160 zweite Fluidkammer

165 Verschlusselement

170 Stützelement

175 Kragen

177 kegelstumpfförmiger Kopf

180 weitere Queröffnung

185 Axialöffnung

190 Dichtungsnut

195 Dichtelement

196 Anschluss

200 Ventilverbund

300 Sicherungsnut

400 Abstufung

405 weitere Abstufung 600 Fräskante

1000 erste Projektionsfläche

1005 zweite Projektionsfläche

1100 zweite Hülsenstellung

1500 Verfahren zum Betreiben einer bidirektionalen Ventilvorrichtung

1505 Schritt des Einlassens 1510 Schritt des Überführens