DE102007014373A1

DE102007014373A1 - Ventil

Info

Publication number: DE102007014373A1
Application number: DE102007014373A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hannewald
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2008-10-30
Also published as: KR20090127928A; EP2129947A1; US20100127199A1; CN101657662A; JP2010522854A; WO2008116693A1

Abstract

Das Ventil besteht aus einem Gehäuse (1) mit mindestens einem am Außenmantel des Gehäuses (1) angeordneten Eintritt E für das zu strömende Medium und mindestens einem am Außenmantel des Gehäuses (1) angeordneten Austritt A für das zu strömende Medium(2) auf, in welchem mittig ein Antriebselement (3) drehbar gelagert ist, dessen Drehachse D senkrecht zum mindestens einen Eintritt E und senkrecht zum mindestens einen Austritt A verläuft. Zwischen dem Antriebselement (3) und dem Gehäuse (1) ist mindestens ein Endlosstreifen (4) parallel zur Drehachse D des Antriebselementes (3) angeordnet, dessen Länge L sich über den mindestens einen Eintritt E und den mindestens einen Austritt A erstreckt. Das Antriebselement (3) ist mit einem Antrieb verbunden und kann im Betrieb den mindestens einen Endlosstreifen (4) im Strömungsraum (2) am Gehäuse (1) entlangführen. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung des Ventils als Drosselelement für Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil sowie auf die Verwendung des Ventils. Ventile sind bekannt. In der DE 102 51 384 A1 wird ein Ventil beschrieben, dass aus einem Gehäuse mit einem Ventilsitz für eine Klappe, die an einer Antriebswelle drehbar gelagert ist, besteht. Außen um die Klappe sind ein erster Kolbendichtring und ein zweiter Kolbendichtring in einer umlaufenden Nut der Klappe angeordnet. Bei diesem Ventil ist nachteilig, dass die Klappe relativ aufwendig konstruiert und justiert werden muss, damit eine gewünschte Dichtwirkung erreicht werden kann. Ferner ist die Herstellung der Klappe konstruktiv relativ aufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, bei dem die nachteilige Justierung der Klappe vermieden werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine spezielle Verwendung des Ventils zu schaffen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Ventil gelöst, das aus einem Gehäuse mit mindestens einem am Außenmantel des Gehäuses angeordneten Eintritt E für das zu strömende Medium und mindestens einem am Außenmantel des Gehäuses angeordneten Austritt A für das zu strömende Medium besteht, welches innen einen Strömungsraum aufweist, bei dem im Strömungsraum mittig ein Antriebselement drehbar gelagert ist, dessen Drehachse D senkrecht zum mindestens einen Eintritt E und senkrecht zum mindestens einen Austritt A verläuft, bei dem zwischen dem Antriebselement und dem Gehäuse mindestens ein Endlosstreifen parallel zur Drehachse D des Antriebselements angeordnet ist, dessen Länge L sich über den mindestens einen Eintritt E und den mindestens einen Austritt A erstreckt, bei dem das Antriebselement mit einem Antrieb verbunden ist und im Betrieb den mindestens einen Endlosstreifen im Strömungsraum am Gehäuse entlangführen kann. Für die meisten Einsatzzwecke ist es ausreichend, jeweils einen Eintritt E, einen Austritt A und einen Endlosstreifen anzuordnen. Als strömende Medien kommen beispielsweise Gase oder Flüssigkeiten zum Einsatz. Das Antriebselement ist in der Regel walzenartig gestaltet und kann beispielsweise aus Vollmaterial bestehen. Es kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Der mindestens eine Endlosstreifen muss entsprechende elastische Eigenschaften aufweisen, die ingenieurmäßig ermittelt werden können. Als Endlosstreifen kommen dabei beispielsweise Endlosstreifen aus Kunststoff zum Einsatz. Die Länge L des mindestens einen Endlosstreifens erstreckt sich über den mindestens einen Eintritt E und den mindestens einen Austritt A, so dass es möglich ist, den mindestens einen Eintritt E oder den mindestens einen Austritt A mit dem mindestens einen Endlosstreifen vollständig abzudecken, so dass ein Verschließen des mindestens einen Eintritts E oder des mindestens einen Austritts A mit Hilfe des mindestens einen Endlosstreifens realisierbar ist. Bei dem Antrieb handelt es sich in der Regel um einen Elektromotor, der beispielsweise an Getriebestufen angeordnet ist. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass auf die Anordnung einer Klappe vollständig verzichtet werden kann, sofern das Öffnen beziehungsweise Schließen des mindestens Eintritts E oder des mindestens einen Austritts A mit Hilfe mindestens eines Endlosstreifens erfolgt. Auf die nachteilige Justierung einer Klappe im Gehäuse des Ventils kann somit in vorteilhafter Weise verzichtet werden. Um die jeweilige Position des mindestens einen Endlosstreifens im Betrieb einzustellen, ist es lediglich erforderlich, den mindestens einen Endlosstreifen im Strömungsraum am Gehäuse entlangzuführen, wobei die Drehbewegung durch den Antrieb eingeleitet wird. Dies kann in vorteilhafter Weise auf einfache Art geschehen.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Längsachsen des mindestens einen Eintritts E und des mindestens einen Austritts A einen gemeinsamen Schnittpunkt auf der Drehachse D des Antriebselements auf. In einem Sonderfall ist es dabei auch möglich, dass der mindestens eine Eintritt E und der mindestens eine Austritt A eine gemeinsame Längsachse aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass der mindestens eine Eintritt E und der mindestens eine Austritt A auf gleicher Höhe angeordnet sind, wodurch sich in vorteilhafter Weise eine kompakte Bauweise des Ventils ergibt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Gehäuse ein rohrförmiges Teil angeordnet ist. Dies erleichtert in vorteilhafter Weise die Herstellung des Ventils.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Antriebselement an seiner Außenseite Vorsprünge und der mindestens eine Endlosstreifen Öffnungen auf, wobei die Vorsprünge und die Öffnungen komplementär zueinander ausgestaltet und angeordnet sind. Mit der Außenseite des Antriebselements ist diejenige Seite gemeint, die der Innenseite des Gehäuses des Ventils zugewandt ist. Durch die Anordnung der Vorsprünge und der Öffnungen ist es möglich, dass das Antriebselement mit dem mindestens einen Endlosstreifen im Eingriff steht, so dass der mindestens eine Endlosstreifen im Betrieb besonders sicher im Strömungsraum geführt werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebselement an seiner Außenseite eine Schicht aufweist, die eine Erhöhung der Haftreibung zwischen dem Antriebselement und dem mindestens einen Endlosstreifen bewirkt. Diese Schicht kann dabei beispielsweise aus einer Gummimischung bestehen. Auch auf diese Weise kann der mindestens eine Endlosstreifen problemlos im Strömungsraum geführt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der mindestens eine Endlosstreifen an mindestens einer Stirnseite in mindestens einer Führung geführt ist. Dadurch ist gewährleistet, dass sich der mindestens eine Endlosstreifen auch nach längeren Betriebszeiten nicht in seiner Längsachse verschiebt und somit ein sicherer Betrieb des Ventils nach längeren Betriebszeiten gewährleistet ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der mindestens eine Endlosstreifen an beiden Stirnseiten in jeweils einer Führung geführt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als mindestens ein Endlosstreifen ein Endlosstreifen aus Blech angeordnet. Auf diese Weise lässt sich das Ventil auch bei höheren Temperaturen problemlos betreiben.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung des Ventils als Drosselelement für Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren. Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren weisen Drosselelemente auf, mit denen sich ein Unterdruck im Saugrohr erzeugen lässt. Diese Drosselelemente sollen möglichst einfach gestaltet sein. Auf Grund der kompakten Bauweise des Ventils kann das Ventil in besonders vorteilhafter Weise als Drosselelement für Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren eingesetzt werden, wobei die Erzeugung von Unterdruck auf relativ einfache Weise gewährleistet ist. Auf die aufwendige Justierung von Ventilklappen kann dabei vollständig verzichtet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (1a), b), c), d), e); 2a), b), c), d), e); 3a), b), c), d), e)) näher und beispielhaft erläutert.
1a), b), c), d), e) zeigt eine erste Ausgestaltung des Ventils in geöffnetem und geschlossenem Zustand.
2a), b), c), d), e) zeigt eine zweite Ausgestaltung des Ventils in geöffnetem und geschlossenem Zustand.
3a), b), c), d), e) zeigt eine dritte Ausgestaltung des Ventils in geöffnetem und geschlossenem Zustand.
In 1a) ist eine erste Ausgestaltung des Ventils in geöffnetem Zustand im Längsschnitt dargestellt. Das Ventil besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem am Außenmantel des Gehäuses 1 angeordneten Eintritt E für das zu strömende Medium und einem am Außenmantel des Gehäuses 1 angeordneten Austritt A für das zu strömende Medium. Das Gehäuse 1 weist innen einen Strömungsraum 2 auf, in welchem mittig ein Antriebselement 3 drehbar gelagert ist, dessen Drehachse D senkrecht zum Eintritt E und senkrecht zum Austritt A verläuft. Zwischen dem Antriebselement 3 und dem Gehäuse 1 ist ein Endlosstreifen 4 parallel zur Drehachse D des Antriebselements 3 angeordnet. Das Antriebselement 3 ist mit einem Antrieb (nicht dargestellt) verbunden, der es im Betrieb in eine Drehbewegung versetzt. Durch die Drehbewegung wird der Endlosstreifen 4 im Betrieb im Strömungsraum 2 am Gehäuse 1 entlanggeführt. Der Eintritt E und der Austritt A weisen eine gemeinsame Längsachse auf. Sie liegen somit auf gleicher Höhe, so dass sich eine kompakte Bauweise des Ventils ergibt. Das Antriebselement 3 weist an seiner Außenseite Vorsprünge 3a auf. Der Endlosstreifen 4 weist Öffnungen 4a auf, wobei die Vorsprünge 3a und die Öffnungen 4a komplementär zueinander ausgestaltet und angeordnet sind. Auf diese Weise stehen der Endlosstreifen 4 und das Antriebselement 3 im Eingriff miteinander.
In 1b) ist das Ventil gemäß Schnitt A-A in 1a) im Querschnitt dargestellt. Der Endlosstreifen 4 weist eine Länge L auf, die sich über den Eintritt E und den Austritt A (nicht dargestellt) erstreckt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Endlosstreifen 4 sowohl den Eintritt E als auch den Austritt A verschließen kann. Der Endlosstreifen 4 ist an beiden Stirnseiten in jeweils einer Führung 5 geführt.
In 1c) ist das Ventil im geschlossenen Zustand im Längsschnitt dargestellt. Dabei ist der Austritt A des Ventils durch den Endlosstreifen 4 gesperrt, so dass das zu strömende Medium am Austritt A nicht aus dem Ventil austreten kann. Die in 1c) dargestellte Position wird erreicht, indem man ausgehend von der in 1a) dargestellten Position das Antriebselement 3 um 90° im Uhrzeigersinn verdreht.
In 1d) ist das Ventil in der geschlossenen Position gemäß Schnitt B-B in 1c) dargestellt. Das Antriebselement 3 steht mit einem Antrieb (nicht dargestellt) in Kontakt, durch welchen es angetrieben wird.
In 1e) ist die erste Ausgestaltung des Ventils dreidimensional mit Blick in den Strömungsraum 2 in geöffneter Stellung dargestellt. Der Endlosstreifen 4 wird an beiden Stirnseiten durch jeweils eine Führung 5 geführt.
In 2a) ist eine zweite Ausgestaltung des Ventils im Längsschnitt in geöffneter Position dargestellt.
In 2b) ist die zweite Ausgestaltung des Ventils gemäß Schnitt C-C in 2a) dargestellt.
In 2c) ist die zweite Ausgestaltung des Ventils im Längsschnitt in geschlossener Position dargestellt. Auch in dieser Position ist der Austritt A durch den Endlosstreifen 4 verschlossen. Die geschlossene Position wird natürlich auch dadurch erreicht, indem der Endlosstreifen 4 den Eintritt E verschließt (nicht dargestellt).
In 2d) ist die zweite Ausgestaltung des Ventils im Querschnitt gemäß Schnitt D-D in 2c) dargestellt.
In 2e) ist die zweite Ausgestaltung des Ventils dreidimensional mit Blick in den Strömungsraum 2 in geöffneter Stellung dargestellt. Der Unterschied zwischen der ersten Ausgestaltung des Ventils gemäß 1 und der zweiten Ausgestaltung des Ventils gemäß 2 liegt in der konstruktiven Ausgestaltung des jeweiligen Antriebselements 3. Das Kontaktelement 3 gemäß 2 weist ein erstes Teil 3b und ein zweites Teil 3c auf, die jeweils an ihrer Außenseite Vorsprünge 3a aufweisen, die mit dem Endlosstreifen 4 in Eingriff bringbar sind. Dies wird durch komplementär zu den Vorsprüngen 3a ausgestaltete Öffnungen 4a ermöglicht, die im Endlosstreifen 4 angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine besonders gute Führung des Endlosstreifens 4 erreicht, was durch die Anordnung von jeweils einer Führung 5 besonders vorteilhaft verstärkt wird.
In 3a) ist die dritte Ausgestaltung des Ventils im Längsschnitt in geöffneter Position dargestellt.
In 3b) ist die dritte Ausgestaltung des Ventils im Querschnitt gemäß Schnitt E-E in 3a) dargestellt.
In 3c) ist die dritte Ausgestaltung des Ventils in geschlossener Position im Längsschnitt dargestellt.
In 3d) ist die dritte Ausgestaltung des Ventils in der geschlossenen Position gemäß Schnitt F-F in 3c) dargestellt.
In 3e) ist die dritte Ausgestaltung des Ventils in dreidimensionaler Form mit Blick auf den Strömungsraum 2 in geöffneter Stellung dargestellt. Der Unterschied zwischen der dritten Ausgestaltung des Ventils gemäß 3 und der ersten Ausgestaltung des Ventils gemäß 1 einerseits und der zweiten Ausgestaltung des Ventils gemäß 2 andererseits liegt in der Ausgestaltung des Antriebselements 3 und des Endlosstreifens 4. Das Antriebselement 3 weist an seiner Außenseite eine Schicht 3d auf, die eine Erhöhung der Haftreibung zwischen dem Antriebselement 3 und dem Endlosstreifen 4 bewirkt. Sie besteht beispielsweise aus einer Gummimischung. Auf einer Anordnung von Vorsprüngen und Öffnungen wird bei der dritten Ausgestaltung des Ventils somit gänzlich verzichtet. Die Bewegung des Endlosstreifens 4 erfolgt dabei ausschließlich durch die eingestellte Haftreibung zwischen dem Endlosstreifen 4 und dem Antriebselement 3. Als Endlosstreifen 4 kann in der Regel in besonders vorteilhafter Weise ein Endlosstreifen aus Blech angeordnet werden.
Das Ventil eignet sich in besonders vorteilhafter Weise als Drosselelement für Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10251384 A1 [0001]

Claims

Ventil, das aus einem Gehäuse (1) mit mindestens einem am Außenmantel des Gehäuses (1) angeordneten Eintritt E für das zu strömende Medium und mindestens einem am Außenmantel des Gehäuses (1) angeordneten Austritt A für das zu strömende Medium besteht, welches innen einen Strömungsraum (2) aufweist, bei dem im Strömungsraum (2) mittig ein Antriebselement (3) drehbar gelagert ist, dessen Drehachse D senkrecht zum mindestens einen Eintritt E und senkrecht zum mindestens einen Austritt A verläuft, bei dem zwischen dem Antriebselement (3) und dem Gehäuse (1) mindestens ein Endlosstreifen (4) parallel zur Drehachse D des Antriebselementes (3) angeordnet ist, dessen Länge L sich über den mindestens einen Eintritt E und den mindestens einen Austritt A erstreckt, bei dem das Antriebselement (3) mit einem Antrieb verbunden ist und im Betrieb den mindestens einen Endlosstreifen (4) im Strömungsraum (2) am Gehäuse (1) entlangführen kann.
Ventil nach Anspruch 1, bei dem die Längsachsen des mindestens einen Eintritts E und des mindestens einen Austritts A einen gemeinsamen Schnittpunkt auf der Drehachse D des Antriebselementes (3) aufweisen.
Ventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem als Gehäuse (1) ein rohrförmiges Teil angeordnet ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Antriebselement (3) an seiner Außenseite Vorsprünge (3a) aufweist und der mindestens eine Endlosstreifen (4) Öffnungen (4a) aufweist, wobei die Vorsprünge (3a) und die Öffnungen (4a) komplementär zueinander ausgestaltet und angeordnet sind.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Antriebselement (3) an seiner Außenseite eine Schicht (3d) aufweist, die eine Erhöhung der Haftreibung zwischen dem Antriebselement (3) und dem mindestens einen Endlosstreifen (4) bewirkt.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der mindestens eine Endlosstreifen (4) an mindestens einer Stirnseite in mindestens einer Führung (5) geführt ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem als mindestens ein Endlosstreifen (4) ein Endlosstreifen aus Blech angeordnet ist.
Verwendung des Ventils nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Drosselelement für Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren.