DE102014224464A1

DE102014224464A1 - Ventil

Info

Publication number: DE102014224464A1
Application number: DE102014224464.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Klein; Horst Beling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-02

Abstract

Ventil, aufweisend einen Steuerkolben, wobei der Steuerkolben zwischen einer Speicherkammer und einer Arbeitskammer sitzt, wobei ein Durchlass zwischen der Speicherkammer und der Arbeitskammer über einen Dichtring an dem Steuerkolben abgedichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Steuerventil zum Einsatz an einem Gasgenerator für eine Airbaganwendung im Automobilbereich; ferner betrifft die Erfindung einen Gasgenerator mit einem solchen Ventil.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Gasgeneratoren für Airbaganwendungen bekannt, bei dem Gas unter Druck in einem Reservoir vorgehalten wird. Zur Aktivierung der Airbaganwendung kann das vorgehaltene Gas über ein Steuerventil abgegeben werden. Ein Vorteil solcher Gasgeneratoren ist, dass das gespeicherte Gas über ein Steuerventil optimal auf den jeweiligen Airbaganwendungsfall ausgegeben werden kann.
Um den Airbaganwendungen im Automobilbereich gerecht zu werden, muss ein solcher Gasgenerator über die durchschnittliche Lebenszeit eines Fahrzeugs so dicht sein, dass eine einwandfreie Funktionalität der Airbaganwendung gewährleistet ist.
Ein Weg, die geforderte Dichtheit im Steuerventil zu erreichen, ist es, die Spaltleckage des Steuerkolbens im Steuerventil gering zu halten. Dazu kann ein Steuerkolben, der zwischen einer Speicherkammer und einer Arbeitskammer des Steuerventils angeordnet ist, auf ein Spiel von maximal Ø 0,005 mm paarungsgeschliffen werden.
Ein Nachteil an dieser Vorgehensweise sind die hohen Kosten, die zur Herstellung von Steuerkolben mit dem geforderten maximalen Spiel aufzubringen sind.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Erfindung ein Ventil aufweisend einen Steuerkolben vor, wobei der Steuerkolben zwischen einer Speicherkammer und einer Arbeitskammer angeordnet ist, wobei ein Durchlass zwischen der Speicherkammer und der Arbeitskammer über einen Dichtring an dem Steuerkolben abgedichtet ist.
Durch den Einsatz eines Dichtrings am Steuerkolben ist eine Aufweitung des maximalen Spiels, d.h. der zulässigen Toleranz, möglich. Dadurch kann auf das kostenintensive Verfahren des Paarungsschleifens verzichtet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Ventils weist der Steuerkolben eine offene Stufe an der der Arbeitskammer zugewandten Seite auf und der Dichtring ist auf die offene Stufe montiert.
In einer dazu alternativen Ausgestaltung des Ventils weist der Steuerkolben eine Nut auf und der Dichtring ist in die Nut montiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann der Steuerkolben als Kaltschlagteil ausgeführt sein. Durch diese Ausführung des Steuerkolbens lässt sich das Ventil sehr kostengünstig herstellen.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Steuerkolben kostengünstig als Drehteil ausgeführt.
Für den Dichtring sind bekannte Varianten von offenen und geschlossenen Dichtringen denkbar. Auch schräg geschlitzte Dichtringe, sowie solche mit überlappendem Schloss oder O-Ringe sind denkbar.
Bevorzugt ist der Dichtring als einfacher, geschlossener Rechteck-Ring ausgeführt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dichtring aus einer Verbindung mit Polytetrafluorethylen (Teflon) gefertigt. Durch die Verwendung eines Dichtrings aus Polytetrafluorethylen kann die Schaltgeschwindigkeit des Steuerventils erhöht werden, da Polytetrafluorethylen einen sehr geringen Reibkoeffizienten aufweist.
Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch die Längsachse eines Gasgenerators mit Steuerventil;
2 eine Detailansicht eines Schnitts durch ein erfindungsgemäßes Ventils;
3 eine Detailansicht eines Schnitts durch eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils;
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung 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.
1 zeigt einen Schnitt durch die Längsachse eines Gasgenerators mit dem Steuerventil 1. Das Steuerventil 1 weist einen Steuerkolben 11 auf, der zwischen einer Speicherkammer 12 und einer Arbeitskammer 13 angeordnet ist. Der dargestellte Steuerkolben ist mit einer Spaltleckage S mit einem maximalen Spiel von Ø 0,005 mm gefertigt und dichtet den Gasgenerator entsprechend den Anforderungen für Airbaganwendungen im Automobilbereich ab.
2 zeigt eine Detailansicht eines Schnitts durch die Längsachse eines erfindungsgemäßen Ventils 1. Der Steuerkolben 21 des erfindungsgemäßen Steuerventils 1 ist zwischen der Speicherkammer 12 und der Arbeitskammer 13 angeordnet. Der Durchlass zwischen der Speicherkammer 12 und der Arbeitskammer 13 wird primär durch den Steuerkolben 21 verschlossen. Um die Spaltleckage gering zu halten wird der Durchlass durch einen Dichtring 22 am Steuerkolben 21 abgedichtet. Dadurch können die Toleranzen, mit denen der Steuerkolben 21 gefertigt wird, größer ausfallen. Der dargestellte Steuerkolben 21 weist eine offene Stufe 23 an der Seite des Steuerkolbens 21 auf, die der Arbeitskammer 13 zugewandt ist. Bei dem dargestellten Dichtring 22 handelt es sich um einen geschlossenen Rechteck-Ring, der auf die offene Stufe 23 des Steuerkolbens 21 montiert ist.
3 zeigt eine Detailansicht eines Schnitts durch die Längsachse einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils 1. Der dargestellte Steuerkolben 31 weist eine Nut 33 auf. In die Nut 33 ist der Dichtring 32 montiert. In dieser Ausführungsform handelt sich bei dem Dichtring 32 um einen Rund-Ring.
Bei jeder der gezeigten Ausführungsformen kann der Steuerkolben kostengünstig als Drehteil ausgeführt sein. Für die Dichtung muss nicht zwingend der jeweils dargestellte Dichtring verwendet werden, sondern es kann auf jegliche geeignete Dichtungstechniken zurückgegriffen werden. So lassen sich offene oder geschlossene Dichtringe einsetzen. Die Dichtringe können dabei schräg geschlitzt oder mit überlappendem Schloss ausgeführt sein. Auch der Einsatz von O-Ringen ist denkbar.

Claims

Ventil (1), aufweisend einen Steuerkolben (21, 31), wobei der Steuerkolben (21, 31) zwischen einer Speicherkammer (12) und einer Arbeitskammer (13) angeordnet ist, wobei ein Durchlass zwischen der Speicherkammer (12) und der Arbeitskammer (13) über einen Dichtring (22, 32) an dem Steuerkolben (21, 31) abgedichtet ist.
Ventil (1) nach Anspruch 1, wobei der Steuerkolben (21) eine offene Stufe (23) aufweist und der Dichtring (22) auf die offene Stufe (23) des Steuerkolbens (21) montiert ist.
Ventil (1) nach Anspruch 2, wobei die offene Stufe (23) des Steuerkolbens (21) an der der Arbeitskammer (13) zugewandten Seite des Steuerkolbens (21) vorliegt.
Ventil (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Dichtring (22) als einfacher, geschlossener Rechteck-Ring ausgeführt ist.
Ventil (1) nach Anspruch 1, wobei der Steuerkolben (31) eine Nut (33) aufweist und der Dichtring (32) in die Nut (33) des Steuerkolbens (31) montiert ist.
Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtring (22, 32) aus einem Thermoplast, insbesondere aus einer Verbindung mit Polytetrafluorethylen, besteht.
Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Dichtring (22, 32) aus einer Verbindung mit einem Elastomer besteht.
Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Steuerkolben (21, 31) als Kaltschlagteil ausgeführt ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Steuerkolben (21, 31) als Drehteil ausgeführt ist.
Gasgenerator mit einem Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Gasgenerator nach Anspruch 10, wobei das Ventil (1) als Steuerventil für den Gasgenerator eingesetzt ist.