DE102017223313A1

DE102017223313A1 - Ventil

Info

Publication number: DE102017223313A1
Application number: DE102017223313.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Oskar Grüneis; Rosario Bonanno
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-06-27
Also published as: CN111433502A; EP3728919A1; WO2019121532A1; US20210172534A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Solenoid, einem von dem Solenoid bewegbaren Stift und einem mit dem Stift verbundenen topfförmigen Kolben, einer Dichtung, die den Kolben gegen das Gehäuse abdichtet und einer Dichtung, die den Kolben gegen einen Ventilsitz abdichtet. Der Kolben besitzt an der dem Gehäuse zugewandten Seite und der dem Ventilsitz zugewandten Seite je eine radial umlaufende Aufnahme, in der je eine Dichtung angeordnet ist.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Solenoid, einem von dem Solenoid bewegbaren Stift und einem mit dem Stift verbundenen topfförmigen Kolben, einer Dichtung, die den Kolben gegen das Gehäuse abdichtet und einer Dichtung, die den Kolben gegen einen Ventilsitz abdichtet.
Solche Ventile werden unter anderem als Schubumluftventil am Turbolader in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um im Schubbetrieb einen Bypass zur Saugseite freizugeben und sind somit bekannt. Um ein zu starkes Abbremsen des Turboladers zu verhindern aber auch ein schnelles Anfahren zu gewährleisten, ist ein schnelles Öffnen und Schließen des Ventils eine wesentliche Voraussetzung. Insbesondere beim Schließen kommt es auf das sofortige Verschließen durch das Anlegen des Kolbens an einen Ventilsitz an. Der Ventilsitz wird vom Gehäuse des Turboladers gebildet, an dem das Ventil angeflanscht wird. Der axial verschiebliche Kolben ist dabei gegen das Gehäuse abgedichtet. Die Abdichtung erfolgt durch eine Dichtung. Solche Dichtungen besitzen oftmals einen V-förmigen Querschnitt, wobei die Schenkel des V als Dichtlippen ausgebildet sind. Für die Abdichtung des Kolbens am Ventilsitz ist es bekannt, den Boden des Kolbens mit einer radial umlaufenden Dichtkante auszubilden. Nachteilig ist, dass der Kolben und die V-förmige Dichtung relativ komplexe Bauteile sind, die mit einer aufwendigen Fertigung einhergehen und dementsprechend hohe Kosten verursachen. Einfachere Lösungen weisen dagegen höhere Leckagewerte auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Ventil zu schaffen, welches eine einfache Abdichtung des Kolbens gegen das Gehäuse ermöglicht. Das Ventil soll darüber hinaus kostengünstig sein.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass der Kolben an der dem Gehäuse zugewandten Seite und der dem Ventilsitz zugewandten Seite je eine radial umlaufende Aufnahme besitzt, in der je eine Dichtung angeordnet ist. Die Aufnahmen am Kolben erlauben ein einfaches Anordnen der Dichtungen. Aufwendige Halterungen oder Klemmungen der Dichtungen können somit entfallen. Eine weitere Vereinfachung stellt die Anordnung der Dichtungen am Kolben dar, da alle Dichtungen komplett am Kolben montiert werden können. Der Kolben kann somit als vormontiertes Teil mit dem Ventil verbunden werden, was die Montage erleichtert.
Eine besonders einfache und zuverlässige Anordnung der Dichtungen ist gegeben, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung die Aufnahmen als Sicken ausgebildet. Sicken haben den Vorteil, dass sie sich einfach herstellen lassen, so dass auch der Kolben einfach aufgebaut ist. Zusätzliche Sicherungselemente für die Lagesicherung der Dichtungen sind nicht erforderlich.
Durch die Aufnahmen am Kolben besteht eine weitere Ausgestaltung darin, die scheibenförmige Dichtungen und/oder O-Ringe als Dichtungen einzusetzen. Diese Dichtungen besitzen einen einfachen Aufbau. Ein derartiges Ventil ist besonders kostengünstig.
Eine gute Dichtwirkung wird in einer anderen Ausgestaltung dadurch erreicht, dass die Dichtungen aus einem Kunststoff oder einem Elastomer bestehen.
Die Dichtungen lassen sich als separate Bauteile leicht am Kolben montieren. Ein verbesserter Sitz der Dichtungen wird jedoch dadurch erreicht, dass die Dichtungen als Kunststoffdichtung am Kolben angespritzt oder als Elastomerdichtung aufvulkanisiert sind.
Der Aufbau des Ventils lässt sich nach einer weiteren Ausgestaltung weiter vereinfachen und somit kostengünstiger gestalten, wenn der topfförmige Kolben einen Boden besitzt, der als separates Bauteil in den Kolben eingesetzt ist. Bei dieser zweiteiligen Ausbildung des Kolbens, lassen sich die Sicken in einem Arbeitsschritt in die zylinderförmige Mantelfläche des Kolbens einbringen.
Für eine sichere und stabile Verbindung des Bodens mit dem Kolben, ist dieser mit der zylindrischen Mantelfläche verschweißt oder verlötet. Eine weitere Vereinfachung bei der Herstellung ist gegeben, wenn der Boden mit dem Kolben verpresst ist.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt in

1 eine Schnittdarstellung eines Ventils nach dem Stand der Technik,
2 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Ventils und
3 eine vergrößerte Darstellung des Kolbens.

1 zeigt das Ventil, umfassend ein Gehäuse 1. Das Gehäuse 1 besitzt weiter einen angeformten Flansch 3, über den das Gehäuse 1 an einem nicht dargestellten Turbolader im Bereich einer Bypassleitung 4 angeflanscht ist. In dem Gehäuse 1 ist ein Solenoid 5 mit einer Spule 6 und einem Metallstift 7 angeordnet. Der Metallstift 7 ist mit einem topfförmigen Kolben 8 verbunden, der am Umfang seines Bodens 9 eine Dichtung 10 besitzt. Eine Feder 7a drückt dabei den Kolben 8 in Richtung Ventilsitz. Das Gehäuse 1 besitzt weiter einen zylindrischen Abschnitt 11, der sich in Richtung des Kolbens 8 erstreckt. Eine mit dem Gehäuse verbundene Zylinderbuchse 12 umgibt den zylindrischen Abschnitt 11. Die Zylinderbuchse 12 hat einen nach radial innen gerichteten Kragen 13, auf dem eine V-förmige Dichtung 14 aufliegt. Das Ende des zylindrischen Abschnitts 11 hält die Dichtung 14 in Position. Der innenliegende Schenkel der Dichtung 14 dichtet den Kolben 8 gegen das Gehäuse 1 ab. Sofern das Solenoid 5 bestromt wird, wirkt eine magnetische Kraft auf den Anker 2, wodurch der Kolben 8 in Richtung Gehäuse 1 bewegt wird. Die Dichtung 14 dichtet dabei den Kolben 8 gegen das Gehäuse 1 ab.
Das erfindungsgemäße Ventil in 2 besitzt einen topfförmigen Kolben 8, der nachfolgend näher beschrieben wird. Eine Dichtung 14 dichten den Kolben 8 gegen das Gehäuse 1 ab, indem die Dichtung 14 im geschlossenen Zustand des Ventils auf dem Kragen 13 der Zylinderbuchse 12 aufliegt. Die Dichtung 10 liegt am Ventilsitz 15 an und verschließt die Bypassleitung 4.
Der Kolben 8 in 3 besitzt eine zylindrische Mantelfläche 15, an deren Enden je eine Sicke 16 ausgebildet ist. In jeder Sicke 16 ist je eine scheibenförmige Dichtung 10, 14 aus Polytetrafluorethylen angespritzt. Ein scheibenförmiger Boden 17 oberhalb der Dichtung 10 mit der zylindrischen Mantelfläche 15 verschweißt. Es ist aber auch denkbar, den Boden 17 unterhalb der Dichtung 10 anzuordnen. Eine zentrale Bohrung 18 im Boden dient der Aufnahme des Stifts 7, der mittels einer Nietverbindung mit dem Kolben verbunden ist.

Claims

Ventil mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Solenoid, einem von dem Solenoid bewegbaren Stift und einem mit dem Stift verbundenen topfförmigen Kolben, einer Dichtung, die den Kolben gegen das Gehäuse abdichtet und einer Dichtung, die den Kolben gegen einen Ventilsitz abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (8) an der dem Gehäuse (1) zugewandten Seite und der dem Ventilsitz (15) zugewandten Seite je eine radial umlaufende Aufnahme (16) besitzt, in der je eine Dichtung (10, 14) angeordnet ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen Sicken (16) sind.
Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (10, 14) scheibenförmige Dichtungen und/oder O-Ringe sind.
Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (10, 14) aus Kunststoff oder einem Elastomer bestehen.
Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (10,14) am Kolben (8) angespritzt oder aufvulkanisiert sind.
Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (17) des topfförmigen Kolbens (8) als separates Bauteil in den Kolben (8) eingesetzt ist.
Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (17) mit dem Kolben (8) verschweißt oder verlötet ist.
Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (17) mit dem Kolben (8) verpresst ist.