DE102007041376A1

DE102007041376A1 - Unterdruckventil

Info

Publication number: DE102007041376A1
Application number: DE102007041376A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Bergbauer; Björn Nordmann
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2009-03-05

Abstract

Ein Unterdruckventil 10, mit dessen Hilfe ein pneumatisch betätigbares Kraftfahrzeugbauteil mittels Unterdruck betätigt werden kann, weist ein Ventilgehäuse 12 auf, das ein elektromagnetisches Umschaltventil 24 aufweist. Erfindungsgemäß weist das Ventilgehäuse 12 ferner eine Unterdruckkammer 18 auf, die mit dem Umschaltventil 24 verbunden ist. Durch die Integration der Unterdruckkammer 18 in das Ventilgehäuse 12 wird eine Schlauchleitung zwischen Unterdruckkammer 18 und dem Umschaltventil 24 eingespart, sodass das Unterdruckventil 10 einfacher montiert werden kann und betriebssicherer ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterdruckventil, mit dessen Hilfe pneumatisch betätigbare Kraftfahrzeugbauteile mittels Unterdruck betätigt werden können.
Beispielsweise aus DE 10 2004 060 144 A1 ist ein Unterdruckventil bekannt, mit dessen Hilfe eine in einem Luftansaugkanal eines Kraftfahrzeugmotors angeordnete Drosselklappe mit Hilfe von Unterdruck betätigt werden kann. Hierzu weist das Unterdruckventil ein mit dem Luftansaugkanal verbundenes Ventilgehäuse aus, das ein elektromagnetisches Umschaltventil aufweist. Das Unterdruckventil weist einen Unterdruckanschluss auf, an dem ein mit einer Unterdruckkammer verbundener Schlauch angeschlossen werden kann. An die Unterdruckkammer ist über einen Schlauch eine Vakuumpumpe angeschlossen, um in der Unterdruckkammer einen erforderlichen Unterdruck einzustellen, der je nach Ventilstellung des Umschaltventils im Ventilgehäuse des Unterdruckventils an der Drosselklappe zum Stellen der Drosselklappe angelegt werden kann.
Nachteilig bei einem derartigen Unterdruckventil ist, dass die Montage der Unterdruckversorgung aufwendig ist und aufgrund der vielen benötigten Handgriffe entsprechend viel Zeit benötigt wird. Ferner ist es möglich, dass durch undichte Schläuche und/oder undichte Verbindungen der Schläuche der Betrieb des Unterdruckventils beeinträchtigt werden kann oder sogar zu einem Totalausfall des Unterdruckventils führen kann. Beispielsweise kann bei einer Reparatur am Kraftfahrzeug mit einem Werkzeug einer der Anschlußschläuche beschädigt werden, ohne dass diese Beschädigung unmittelbar auffällt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Unterdruckventil zu schaffen, das leichter zu montieren ist und eine erhöhte Betriebssicherheit aufweist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Unterdruckventil, mit dessen Hilfe ein pneumatisch betätigbares Kraftfahrzeugbauteil, beispielsweise eine Umschaltdose, Drosselklappe, Wastegate-Ventil oder dergleichen, mittels Unterdruck betätigt werden kann, weist ein Ventilgehäuse auf, das ein elektromagnetisches Umschaltventil aufweist. Durch das Umschaltventil kann auf Grundlage eines elektrischen Signals wahlweise ein Unterdruck bereitgestellt werden. Erfindungsgemäß weist das Ventilgehäuse zusätzlich eine Unterdruckkammer auf, die mit dem Umschaltventil verbunden ist.
Da die Unterdruckkammer innerhalb des Ventilgehäuses angeordnet ist und in das Unterdruckventil integriert ist, kann eine Schlauchverbindung zwischen dem Umschaltventil und der Unterdruckkammer eingespart werden. Insbesondere kann das Umschaltventil in direkter Nachbarschaft zur Unterdruckkammer angeordnet werden. Durch die Integration der Unterdruckkammer in das Unterdruckventil ist die Montage des Unterdruckventils vereinfacht, da eine zusätzliche Befestigung einer separat angeordneten Unterdruckkammer nicht erforderlich ist. Aufgrund der eingesparten Schlauchverbindung ist nicht zu befürchten, dass ein zwischen dem Umschaltventil und der Unterdruckkammer angeordneter Schlauch beschädigt wird oder von einem Anschluss abrutschen kann.
Vorzugsweise weist das Ventilgehäuse möglichst wenige Befestigungsmittel auf, sodass zur Montage des Unterdruckventils in einem Kraftfahrzeug besonders wenige Handgriffe erforderlich sind. Hierzu weist das Ventilgehäuse insbesondere weniger als vier, bevorzugt weniger als drei Befestigungsmittel auf. Da durch die Integration der Unterdruckkammer in das Ventilgehäuse das Unterdruckventil etwas größer wird, können die Befestigungsmittel vergleichsweise weit auseinander angeordnet werden, sodass bereits zwei oder drei Befestigungsmittel, die insbesondere einander gegenüberliegend an verschiedenen Seiten des Ventilgehäuses angeordnet sind, ausreichen, um das Unterdruckventil sicher mit dem Kraftfahrzeug zu befestigen.
Vorzugsweise weist die Unterdruckkammer innerhalb des Ventilgehäuses eine mit dem Kraftfahrzeugbauteil verbindbare Ausgangsöffnung auf. Die Ausgangsöffnung kann durch das Umschaltventil geöffnet oder geschlossen werden. Somit kann durch eine einfache konstruktive Ausgestaltung, beispielsweise mit Hilfe eines bewegbaren Tellerventils, für das Umschaltventil bei Bedarf schnell ein Unterdruck angelegt werden.
Vorzugsweise ist eine Trennwand vorgesehen, über welche die Unterdruckkammer von einem innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten Steuerkanal getrennt ist.
Die Trennwand, die insbesondere eine Seitenwand der Unterdruckkammer ausbildet, weist die Ausgangsöffnung auf, über die eine Verbindung der Unterdruckkammer dem Steuerkanal möglich ist. Der Steuerkanal kann mit einem im Ventilgehäuse angeordneten Steueranschluss und/oder einem im Ventilgehäuse angeordneten Belüftungsanschluss verbunden sein. Über den Steueranschluss kann der über die Unterdruckkammer bereitgestellte Unterdruck an dem pneumatisch betätigbaren Kraftfahrzeugbauteil angelegt werden. Über den Belüftungsanschluss kann insbesondere über einen zwischengeschalteten Schalldämpfer und/oder Filter der Steuerkanal mit der Umgebung verbunden werden, um einen Umgebungsdruck anlegen zu können.
Das Umschaltventil ist vorzugsweise zumindest teilweise, besonderes bevorzugt vollständig, in dem Steuerkanal angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise und reduziert abzudichtende Grenzflächen.
Das Ventilgehäuse weist insbesondere einen Deckel auf, mit dessen Hilfe das Unterdruckventil geöffnet und/oder geschlossen werden kann. Der Deckel überdeckt im geschlossenen Zustand sowohl die Unterdruckkammer als auch das Umschaltventil. Hierbei kann der Deckel ferner eine Seite der Unterdruckkammer und/oder des Steuerkanals ausbilden. Dies ermöglicht ein Design für das Unterdruckventil, bei dem das Unterdruckventil aus wenigen standardisierten Bauteilen hergestellt werden kann. Besonderes bevorzugt ist das Ventilgehäuse zweiteilig ausgeführt und weist einen Grundkörper auf, der mit dem Deckel verbunden werden kann. Der Grundkörper und der Deckel sind insbesondere durch Kunststoffspritzguss herstellbar. Die Gestaltung des Unterdruckventils ist somit insbesondere für eine Massenfertigung geeignet.
Besonderes bevorzugt ist die Unterdruckkammer über ein Rückschlagventil mit einem im Ventilgehäuse angeordneten Unterdruckanschluss zum Anschließen einer Unterdruckquelle verbunden. Das Rückschlagventil ist hierbei insbesondere vollständig innerhalb des Ventilgehäuses angeordnet. Aufgrund des Rückschlagventils ist es nicht erforderlich die Unterdruckquelle ständig mit der Unterdruckkammer in Verbindung zu halten. Stattdessen kann die Unterdruckkammer selbst für eine genügend lange Zeit einen Unterdruck zur Verfügung stellen, der ausreicht die pneumatisch betätigbare Kraftfahrzeugbauteil zu betätigen. Es ist ausreichend erst, wenn der Druck innerhalb der Unterdruckkammer ein bestimmtes Niveau überschritten hat, die Unterdruckquelle mit dem Innenraum der Unterdruckkammer zu verbinden.
Die Erfindung betrifft ferner ein pneumatisches Steuersystem für ein Kraftfahrzeug, das eine Unterdruckquelle aufweist, die über eine erste Leitung mit einem Unterdruckventil verbunden ist. Das Unterdruckventil kann, wie vorstehend beschrieben, aus- und weitergebildet sein. Mit dem Unterdruckventil ist ferner ein mittels Unterdruck pneumatisch betätigbares Kraftfahrzeugbauteil über eine zweite Leitung verbunden. Ein weiteres Funktionsbauteil mit einer anderen Funktion in Form einer separaten über weitere Leitungen angeschlossenen Unterdruckkammer ist nicht vorgesehen. Vorzugsweise ist die Unterdruckquelle mit zwei oder mehr Unterdruckventilen verbunden, um entsprechend viele pneumatisch betätigbare Kraftfahrzeugbauteile mit Unterdruck versorgen zu können.
Vorzugsweise ist genau eine Unterdruckquelle, beispielsweise in Form einer Vakuumpumpe vorgesehen. Die Verbindung der Unterdruckquelle mit den mehreren Unterdruckventilen erfolgt insbesondere über eine Verbindungsschaltung. Die Unterdruckquelle kann beispielsweise eine einzelne Sammelleitung aufweisen, von der beispielsweise über T-Stücke Leitungen zu den einzelnen Unterdruckventilen abgehen und mit Hilfe Verbindungsschaltung geöffnet und/oder geschlossen werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
1: eine schematische teilgeschnittene Draufsicht des erfindungsgemäßen Unterdruckventils.
Das in 1 dargestellte Unterdruckventil 10 weist ein Ventilgehäuse 12 auf, das im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Grundkörper 14 und einem mit dem Grundkörper 14 gasdicht verbundenen Deckel 16 besteht. Innerhalb des Ventilgehäuses 12 ist eine Unterdruckkammer 18 integriert, die über einen Unterdruckanschluß 20 mit einer Unterdruckquelle verbunden werden kann. Die Verbindung der Unterdruckkammer 18 mit der Unterdruckquelle erfolgt hierbei über ein zwischengeschaltetes Rückschlagventil 22.
Innerhalb des Ventilgehäuses 12 ist ferner ein schematisch dargestelltes elektromagnetisches Umschaltventil 24 vorgesehen, das einen Steueranschluss 26, der mit einem mittels Unterdruck pneumatisch betätigbaren Kraftfahrzeugbauteil verbunden werden kann, bei Bedarf zeitweilig mit der Unterdruckkammer 18 verbinden werden kann (rechter Schaltzustand).
Die Unterdruckkammer 18 ist hierbei über eine Trennwand 28 von einem Steuerkanal 30 getrennt, in dem das Umschaltventil 24 angeordnet ist. In der Trennwand 28 ist eine Ausgangsöffnung 32 vorgesehen, über welche die Unterdruckkammer 18 mit dem Steuerkanal 30 verbunden ist. Die Ausgangsöffnung 32 kann von dem Umschaltventil 24 geöffnet und/oder geschlossen werden.
Mit dem Steuerkanal 30 ist sowohl der Steueranschluss 26, als auch ein Belüftungsanschluss 34 verbunden. Der Belüftungsanschluss 34 ist über einen Schalldämpfer und/oder Filter 36 mit der Umgebung verbunden.
Um bei dem pneumatisch betätigbaren Kraftfahrzeugbauteil Normaldruck anlegen zu können, kann das Umschaltventil 24 die Unterdruckkammer 18 verschließen und den Steueranschluss 26 mit dem Belüftungsanschluss 34 verbinden (linker Schaltzustand).
Der Unterdruckanschluss 20, der Steueranschluss 26 und der Belüftungsanschluss 34 sind derart, in den Deckel 16 des Ventilgehäuses 12 integriert, dass die Anschlüsse 20, 26, 34 durch Kunststoffspritzguss bei der Herstellung des Deckels 16 mit ausgebildet werden können. In den Deckel 16 ist ferner ein Elektroanschluss 38 integriert, um das Umschaltventil 24 mit elektrischer Energie zu versorgen und um die Schaltzustände des Umschaltventils 24 zu verändern.
Mit dem Grundkörper 14 des Ventilgehäuses 12 sind drei Befestigungsmittel 40 in Form abstehender Stege mit jeweils einem Langloch 42 verbunden. Über die Langlöcher 42 können die Stege 40 mit einem Kraftfahrzeug beispielsweise verschraubt werden, um das Unterdruckventil 10 sicher und schnell zu montieren. Es ist auch möglich nur genau zwei Befestigungsmittel 40 vorzusehen, die insbesondere einander gegenüberliegend an zwei verschieden Seiten des Ventilgehäuses 12 angeordnet sind.

10: Unterdruckventil
12: Ventilgehäuse
14: Grundkörper
16: Deckel
18: Unterdruckkammer
20: Unterdruckanschluss
22: Rückschlagventil
24: Umschaltventil
26: Steueranschluss
28: Trennwand
30: Steuerkanal
32: Ausgangsöffnung
34: Belüftungsanschluss
36: Schalldämpfer und/oder Filter
38: Elektroanschluss
40: Befestigungsmittel, Steg
42: Langloch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004060144 A1 [0002]

Claims

Unterdruckventil zur Betätigung eines pneumatisch betätigbaren Kraftfahrzeugbauteils mittels Unterdruck, umfassend ein Ventilgehäuse (12), das ein elektromagnetisches Umschaltventil (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (12) eine mit dem Umschaltventil (24) verbundene Unterdruckkammer (18) aufweist.
Unterdruckventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (12) weniger als vier, insbesondere weniger als drei Befestigungsmittel (40) zur Montage des Unterdruckventils (10) in einem Kraftfahrzeug aufweist.
Unterdruckventil nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckkammer (18) eine mit dem Kraftfahrzeugbauteil verbindbare Ausgangsöffnung (32) aufweist, wobei die Ausgangsöffnung (32) durch das Umschaltventil (24) geöffnet und/oder geschlossen werden kann.
Unterdruckventil nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckkammer (18) über eine die Ausgangsöffnung (32) aufweisende Trennwand (28) von einem innerhalb des Ventilgehäuses (12) angeordneten Steuerkanal (30) getrennt ist, wobei der Steuerkanal (30) mit einem im Ventilgehäuse (12) angeordneten Steueranschluss (26) und/oder Belüftungsanschluss (34) verbunden ist.
Unterdruckventil nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (24) zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, in dem Steuerkanal (30) angeordnet ist.
Unterdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (12) einen Deckel (16) zum Öffnen und/oder Schließen des Unterdruckventils (10) aufweist, wobei der Deckel (16) im geschlossenen Zustand sowohl die Unterdruckkammer (18) als auch das Umschaltventil (24) überdeckt.
Unterdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckkammer (18) über ein Rückschlagventil (22) mit einem in dem Ventilgehäuse (12) angeordneten Unterdruckanschluss (20) zum Anschließen einer Unterdruckquelle verbunden ist, wobei das Rückschlagventil (22) vollständig innerhalb des Ventilgehäuses (12) angeordnet ist.
Unterdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (12) zweiteilig ausgeführt ist und einen mit einem Grundkörper (14) verbindbaren Deckel (16) aufweist, wobei der Grundkörper (14) und der Deckel (16) durch Kunststoffspritzguss herstellbar sind.
pneumatisches Steuersystem für ein Kraftfahrzeug mit einer über eine erste Leitung mit einem Unterdruckventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verbundenen Unterdruckquelle und einem mittels Unterdruck pneumatisch betätigbaren Kraftfahrzeugbauteils, das über eine zweite Leitung mit dem Unterdruckventil (10) verbunden ist.
pneumatisches Steuersystem nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckquelle mit zwei oder mehr Unterdruckventilen (10) verbunden ist, wobei eine Verbindungsschaltung zwischen der Unterdruckquelle und den Undruckventilen (10) vorgesehen ist, um eine Verbindung des jeweiligen Unterdruckventils (10) mit der Unterdruckquelle zu öffnen und/oder zu schließen.