DE102009022614A1

DE102009022614A1 - Ventil-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102009022614A1
Application number: DE102009022614A
Authority: DE
Inventors: Jörg Wildner
Original assignee: BorgWarner Inc; Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: DE102009022614B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventil-Steuervorrichtung (1) mit einem Gehäuse (2), das ein Gehäusebasisteil (3) und einen mit diesem verbundenen Gehäusedeckel (4) aufweist, die eine Unterdruckkammer (5) und eine Atmosphärenkammer (6) begrenzen, die durch eine federbelastete Membran (7) gasdicht voneinander getrennt sind; und mit einer mit der Membran (7) verbundenen Regelstange (9) zur Regelung der Stellung eines Absperrorgans des Ventils, wobei die Regelstange (9) mittels einer schwimmenden Lagereinrichtung (10) am Gehäuse (2) geführt ist, und die Regelstange (9) mittels einer Dichteinrichtung (11) gegenüber dem Gehäuse (2) abgedichtet ist, wobei sich die Dichteinrichtung (11) an der Lagereinrichtung (10) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventil-Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Steuervorrichtung ist aus der EP 1 491 754 A1 bekannt. Derartige Steuervorrichtungen, die auch als Steuerdosen bezeichnet werden, weisen eine in einem Gehäuse angeordnete Unterdruckkammer auf, die an eine Unterdruckquelle, beispielsweise an die Unterdruckpumpe eines Verbrennungsmotors, angeschlossen ist. In diesem Gehäuse ist weiterhin eine Membran angeordnet, die in eine Richtung durch eine Feder vorgespannt ist. Die Membran trennt die Unterdruckkammer von einer zweiten Druckkammer, die an die Atmosphäre oder eine weitere Unterdruckquelle angeschlossen werden kann. Die Membran ist mit einer Regelstange verbunden, die wiederum das Absperrorgan des Bypassventils betätigt. Hierfür wird in der Unterdruckkammer ein Unterdruck aufgebaut, durch den sich die Membran entgegen der Federkraft verformt und damit die Regelstange bewegt.
Die Regelstangenbewegung erfordert eine Abdichtung der Unterdruckkammer zur Regelstange mittels einer separaten Membran. Durch den geringen zur Verfügung stehenden Bauraum können nur sehr kleine Baugrößen dieser Membran verwendet werden. Diese kleinen Baugrößen haben den Nachteil, dass bei Verwendung einer Rollmembrane diese sich auf sehr kleinem Raum abrollen muss und daher eine recht geringe Lebensdauer hat.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, die es möglich macht, die Abdichtung der Regelstange konstruktiv zu vereinfachen und hierbei gleichzeitig die Lebensdauer bzw. Schaltzyklusanzahl zu erhöhen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ermöglicht die Verwendung einer wesentlich geringeren Anzahl von Bauteilen, die überdies einfacher aufgebaut sind, was zum Vorteil eines erheblich verminderten Montageaufwands im Vergleich zu bisher bekannten Steuerdosen bzw. Steuervorrichtungen führt.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann prinzipiell für jegliche Art von Ventilen, insbesondere jedoch zur Ansteuerung von Turbolader-Abgas-Bypassventilen, von Abgas-Rückführventilen und von Ventilen verwendet werden, mit denen Frischluft gesteuert werden kann.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine schematisch leicht vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bzw. Steuerdose, und
2 eine der 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bzw. Steuerdose.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 dient zur Betätigung beispielsweise von Bypassventilen bzw. der Absperrorgane derartiger Bypassventile, die bei Abgasturboladern Verwendung finden. Dieses Bypassventil ist in der 1 jedoch nicht dargestellt, da es zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Prinzipien nicht erforderlich ist.
Die Ventil-Steuervorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das mit einem Gehäusebasisteil 3, das topfartig ausgebildet und mit einem Gehäusedeckel 4 versehen ist, der mit dem Gehäusebasisteil 3 verbunden ist. Hierdurch wird im Gehäuse 2 eine Unterdruckkammer 5 und eine Atmosphärenkammer 6 begrenzt, die durch eine federbelastete Membran 7 gasdicht voneinander getrennt sind, wie sich dies im Einzelnen aus der zeichnerischen Darstellung der 1 ergibt.
Im Gehäuseinnenraum ist ferner eine Druckfeder 8 angeordnet, die sich einerseits am Boden des Gehäusebasisteils 3 und andererseits, unter Zwischenschaltung einer Federaufnahme, an der Membran 7 abstützt.
Die Steuervorrichtung 1 weist ferner eine mit der Membran 7 verbundene Regelstange 9 zur Regelung der Stellung des Absperrorgans des in der 1 nicht dargestellten Ventils dar. Erfindungsgemäß ist die Regelstange 9 der Steuervorrichtung 1 mittels einer schwimmenden Lagereinrichtung 10 am Gehäuse 2 geführt. Ferner ist die Regelstange 9 mittels einer Dichteinrichtung 11 gegenüber dem Gehäuse 2 abgedichtet, wobei sich die Dichteinrichtung 11 an der schwimmenden Lagereinrichtung 10 abstützt.
Bei der in der 1 dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsform weist die schwimmende Lagereinrichtung 10 eine Führungshülse 14 auf, die mit einem Stützabschnitt 12 und einem sich darin anschließenden Hülsenabschnitt 13 versehen ist.
Der Stützabschnitt 12 weist an seinem Außenumfang 15 eine Nut auf, in dem ein weichelastischer O-Ring 16 angeordnet ist. Die Anordnung aus Stützabschnitt 12 und O-Ring 16 ist hierbei in einem Aufnahmeabschnitt 17 des Gehäuses 2 festgelegt, wozu im Beispielsfalle eine Halteplatte 28 vorgesehen ist, die an der Unterseite des Gehäusebasisteils 3 fixiert ist.
Wie sich aus der zeichnerischen Darstellung der 1 ergibt, erstreckt sich der Hülsenabschnitt 13, gemäß der gewählten Darstellung, vom Stützabschnitt 12 aus nach unten, so dass die Regelstange 9 zentrisch in diesem Hülsenabschnitt 13 verläuft, wie sich dies im Einzelnen aus der 1 ergibt. Dies bedeutet, dass sich die Regelstange 9 von ihrem Befestigungsabschnitt 26 an der Membran 7 aus, gemäß der gewählten Darstellung, nach unten durch den Aufnahmeabschnitt 17 und eine entsprechende Ausnehmung im Stützabschnitt 12 erstreckt. Hierbei weist die Regelstange 9 einen Stangenabschnitt 27 mit gegenüber einem Stangenabschnitt 20 vergrößertem Durchmesser auf, so dass sich ein Wellenabsatz 25 ergibt, gegenüber dem die Dichteinrichtung 11 verspannt ist. Hierfür weist die Dichteinrichtung 11 gemäß der dargestellten Ausführungsform einen Ringkörper 18 mit einer Durchtrittsausnehmung 19 für den Stangenabschnitt 20 der Regelstange 9 auf. Am Außenumfang 21 des Ringkörpers 18 ist eine umlaufende Dichtlippe 22 angeordnet, die im in der 1 dargestellten Montagezustand an einer Innenwandfläche 23 des Hüllenabschnitts 13 zum Zwecke der Abdichtung anliegt.
Der Ringkörper 18 ist mittels einer auf den Stangenabschnitt 20 aufgeschraubten Fixierschraube 24 gegen den Wellenabsatz 25 der Regelstange 9 verspannt und damit festgelegt.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass die Regelstange 9 durch wenige einfach aufgebaute Bauteile abgedichtet werden kann, die betreffend die Dichtung als im Handel erhältliche Standardteile (z. B. Pneumatikkolbendichtung) ausgebildet werden können.
Durch die schwimmende Lagereinrichtung 10 wird ferner erreicht, dass die Dichteinrichtung 11 die Auslenkung der Regelstange 9 während des Betriebes mitgehen kann, so dass es trotz dieser Auslenkungen zu keiner Beschädigung der Dichteinrichtung 11 kommt.
Die Führungshülse 14 bzw. der Hülsenabschnitt 13 können ferner wie in 2 dargestellt mit einer Schutzkappe 29 versehen werden, um ein Eindringen von Fremdkörpern oder Schmutz zu vermeiden. Ansonsten entspricht die Ausführungsform derjenigen der 1.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den Figuren verwiesen.

1: Ventil-Steuervorrichtung (Steuerdose)
2: Gehäuse
3: Gehäusebasisteil
4: Gehäusedeckel
5: Unterdruckkammer
6: Atmosphärenkammer
7: federbelastete Membran
8: Feder
9: Regelstange
10: schwimmende Lagereinrichtung
11: Dichteinrichtung (z. B. Pneumatikkolbendichtung)
12: Stützabschnitt
13: Hülsenabschnitt
14: Führungshülse
15: Außenumfang
16: O-Ring
17: Aufnahmeabschnitt
18: Ringkörper
19: Durchtrittsausnehmung
20: Stangenabschnitt
21: Außenumfang
22: Dichtlippe
23: Innenwandfläche
24: Fixierschraube
25: Wellenabsatz
26: Befestigungsabschnitt
27: Stangenabschnitt
28: Halteplatte
29: Schutzkappe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1491754 A1 [0002]

Claims

Ventil-Steuervorrichtung (1) – mit einem Gehäuse (2), das ein Gehäusebasisteil (3) und einen mit diesem verbundenen Gehäusedeckel (4) aufweist, die eine Unterdruckkammer (5) und eine Atmosphärenkammer (6) begrenzen, die durch eine federbelastete Membran (7) gasdicht voneinander getrennt sind; und – mit einer mit der Membran (7) verbundenen Regelstange (9) zur Regelung der Stellung eines Absperrorgans des Ventils, dadurch gekennzeichnet, – dass die Regelstange (9) mittels einer schwimmenden Lagereinrichtung (10) am Gehäuse (2) geführt ist, und – dass die Regelstange (9) mittels einer Dichteinrichtung (11) gegenüber dem Gehäuse (2) abgedichtet ist, wobei sich die Dichteinrichtung (11) an der Lagereinrichtung (10) abstützt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (10) eine Führungshülse (14) mit einem Stützabschnitt (12) und einem sich daran anschließenden Hülsenabschnitt (13) aufweist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt (12) über einen an seinem Außenumfang (15) angeordneten weichelastischen O-Ring (16) in einem Aufnahmeabschnitt (17) des Gehäuses (2) festgelegt ist und dass die Dichteinrichtung (11) im Hülsenabschnitt (13) fixiert ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung (11) einen Ringkörper (18) mit einer Durchtrittsausnehmung (19) für einen Stangenabschnitt (20) der Regelstange (9) und eine am Außenumfang (21) des Ringkörpers (18) angeordnete umlaufende Dichtlippe (21) aufweist, die im Montagezustand an einer Innenwandfläche (23) des Hülsenabschnitts (13) anliegt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (18) mittels einer auf den Stangenabschnitt (20) geschraubten Fixierschraube (24) gegen einen Wellenabsatz (25) der Regelstange (9) verspannt ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenabschnitt (13) mit einer Schutzkappe (29) versehen ist.