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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/870,998, die am 28. August 2013 eingereicht wurde.
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TECHNISCHES GEBIET
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Das Gebiet, auf das sich die Offenbarung allgemein bezieht, umfasst Ventile, die die Fluidströmung im Luftsystem eines Verbrennungsmotors regeln, mit solchen Ventilen verwendete Dichtungen und Verfahren zur Herstellung und Verwendung derselben.
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HINTERGRUND
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Verbrennungsmotoren für Automobile sind oft mit Luftsystemen ausgestattet. Verbreitet werden Ventile innerhalb der Luftsysteme angeordnet, um die Fluidströmung zwischen den Komponenten des Luftsystems zu regeln.
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ZUSAMMENFASSUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Variation zur Veranschaulichung kann ein Produkt sein, das Folgendes umfasst: eine Laufbuchse, die an einem Hohlraum angeordnet ist, der durch einen feststehenden Körper eines Ventils gebildet wird, und die um einen beweglichen Schaft des Ventils herum angeordnet ist, wobei die Laufbuchse die Bewegung des Schafts erleichtert; und ein Dichtungselement, das in dem Hohlraum um den Schaft herum und an der nach innen gerichteten Seite der Laufbuchse angeordnet ist, wobei das Dichtungselement im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Schafts und einer entgegengesetzten inneren Umfangsfläche des Dichtungselements verhindert und eine erste Dichtung bildet.
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Eine weitere Variation zur Veranschaulichung kann ein Produkt sein, das Folgendes umfasst: ein Ventil für ein Motorluftsystem, wobei das Ventil umfasst: einen Körper, der einen Hohlraum bildet; ein innerhalb des Körpers angeordnetes Element, wobei das Element einen innerhalb des Körpers gebildeten Anschluss öffnet und schließt, um die Fluidströmung durch den Anschluss zu erlauben und zu verhindern; und einen Schaft, der mit dem Element verbunden ist und sich durch den Hohlraum erstreckt, wobei der Schaft sich bewegt, um das Element zu veranlassen, den Anschluss zu öffnen und zu schließen; eine Laufbuchse, die in dem Hohlraum und um den Schaft herum angeordnet ist, wobei die Laufbuchse die Bewegung des Schafts erleichtert; ein erstes Dichtungselement, das in dem Hohlraum um den Schaft herum und an der nach innen gerichteten Seite der Laufbuchse angeordnet ist, wobei das Dichtungselement im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Schafts und einer entgegengesetzten inneren Umfangsfläche des Dichtungselements verhindert und eine erste Dichtung bildet; ein zweites Dichtungselement, das in dem Hohlraum um den Schaft herum und an der nach innen gerichteten Seite der Laufbuchse angeordnet ist, wobei das zweite Dichtungselement im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Schafts und einer entgegengesetzten inneren Umfangsfläche des zweiten Dichtungselements verhindert und eine zweite Dichtung bildet; und ein Vorspannelement, das in dem Hohlraum um den Schaft herum und von der Laufbuchse aus nach innen angeordnet ist, wobei das Vorspannelement die axialen Oberflächen der Dichtungselemente veranlasst, gegen entgegengesetzte axiale Oberflächen der Laufbuchse und des Ventilkörpers anzuliegen, um im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen den entgegengesetzten axialen Oberflächen zu verhindern und dritte und vierte Dichtungen zu bilden.
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Eine weitere Variation zur Veranschaulichung kann ein Verfahren sein, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Ventils für ein Motorluftsystem, wobei das Ventil umfasst: einen Körper, der einen Hohlraum bildet; ein innerhalb des Körpers angeordnetes Element, wobei das Element einen innerhalb des Körpers gebildeten Anschluss öffnet und schließt, um die Fluidströmung durch den Anschluss zu erlauben und zu verhindern; und einen Schaft, der mit dem Element verbunden ist und sich durch den Hohlraum erstreckt, wobei der Schaft sich bewegt, um das Element zu veranlassen, den Anschluss zu öffnen und zu schließen; Bereitstellen einer Laufbuchse, die in dem Hohlraum und um den Schaft herum angeordnet ist; Bilden einer ersten radialen Dichtung um eine äußere Umfangsfläche des Schafts von der Laufbuchse aus nach innen; Bilden einer zweiten radialen Dichtung um eine äußere Umfangsfläche des Schafts von der Laufbuchse aus nach innen; Bilden einer ersten axialen Dichtung von der Laufbuchse aus nach innen; und Bilden einer zweiten axialen Dichtung von der Laufbuchse aus nach innen.
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Weitere Variationen zur Veranschaulichung, die in den Umfang der Erfindung fallen, werden aus der im Folgenden gegebenen detaillierten Beschreibung deutlich werden. Es sollte klar sein, dass die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele, auch wenn sie Abwandlungen innerhalb des Umfangs der Erfindung offenbaren, rein dem Zweck der Veranschaulichung dienen und den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausgewählte Beispiele von Abwandlungen innerhalb des Umfangs der Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen deutlich werden, in denen:
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1 eine Prinzipskizze ist und mehrere beispielhafte Variationen eines Luftsystems eines Verbrennungsmotors zeigt.
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2 ist eine perspektivische Ansicht und veranschaulicht eine beispielhafte Variation eines Ventils für ein Motorluftsystem.
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3 ist eine Querschnittsansicht und zeigt mehrere beispielhafte Variationen einer Laufbuchsen- und Dichtungsanordnung.
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4 ist eine Querschnittsansicht und zeigt zusätzliche beispielhafte Variationen einer Laufbuchsen- und Dichtungsanordnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen erfolgt rein zur Veranschaulichung und soll in keiner Weise den Umfang der Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Einsatzmöglichkeiten beschränken.
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Die Figuren zeigen mehrere beispielhafte Variationen und Anwendungen einer Anordnung 10, die mit einem Motorluftsystem-Ventil 12 verwendet werden kann und die den Austritt der Fluidströmung zwischen einem Körper und einem Schaft des Ventils minimieren oder überhaupt verhindern kann, während sie gleichzeitig die Bewegung dazwischen effektiv erleichtern kann. Die Anordnung 10 kann einen ansonsten relativ direkten potenziellen Fluidaustrittspfad blockieren oder umleiten. Die Anordnung 10 kann auch zur Verwendung unter relativ hohen Betriebstemperaturen geeignet sein, und kann konstruiert und angeordnet sein, um die thermische Ausdehnung und Kontraktion aufzunehmen, die bei Temperaturschwankungen während der Verwendung und Nichtverwendung des Motorluftsystem-Ventils 12 auftreten können.
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In den illustrierten Variationen und Anwendungen weist die Anordnung 10 Komponenten mit einer allgemein ringförmigen und zylindrischen Gestalt auf, die verschiedene Richtungen in Bezug auf die Gestalt definieren. Zum Beispiel bezieht sich der Ausdruck "radial" auf eine Richtung, die allgemein entlang eines gedachten Radius der Gestalt verläuft, "axial" bezieht sich auf eine Richtung, die allgemein parallel zu einer gedachten Zentralachse der Gestalt verläuft, und "in Umfangsrichtung" bezieht sich auf eine Richtung, die allgemein entlang eines gedachten Umfangs der Gestalt verläuft.
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Unter Bezugnahme auf 1 kann das Motorluftsystem-Ventil 12 an verschiedenen Positionen in einem Motorluftsystem 14 eines Motors 16 verwendet werden. Der Motor 16 kann ein Verbrennungsmotor sein, was Motoren für Benzin, Diesel oder alternative Kraftstoffe umfasst, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Der Motor 16 kann Kraftstoff verbrennen und Fluid in der Form von Abgasen an das Motorluftsystem 14 ausstoßen. Der Motor 16 kann unterschiedliche Typen mit unterschiedlichen Anordnungen und unterschiedlichen Anzahlen von Zylindern aufweisen, was Reihen-, V-Typ-, V-6-, V-8-, Dreh- und Normalansaug-Konfigurationen umfasst, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein. Ein Zylinderblock 18 kann mehrere Kolbenbohrungen definieren. Eine Einlasssammelleitung 20 kann an einer Einlassseite des Motors 16 vorgesehen sein, um Luft und/oder Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Motor zu leiten oder zuzuführen. Eine Abgassammelleitung 22 kann an einer Abgasseite des Motors 16 vorgesehen sein, um die Fluidströmung zu leiten, wie etwa Abgase und Substanzen, die von dem Motor an das Motorluftsystem 14 abgegeben werden.
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Das Motorluftsystem 14 kann verwendet werden, um die an den Motor 16 gelieferte und die von dem Motor ausgestoßene Fluidströmung zu verwalten, und um die Abgasemissionen zu verringern und die allgemeine Motoreffizienz zu erhöhen. Das Motorluftsystem 14 kann verschiedene Anordnungen und verschiedene Motorluftsystem-Komponenten aufweisen. Die beispielhafte Anordnung von 1 soll nur einen Teil der möglichen Fluidströmungsbeziehungen zwischen Komponenten des Motorluftsystems 14 zeigen, zeigt aber nicht notwendigerweise direkte oder indirekte Verbindungen oder Übergänge zwischen den Komponenten an. Es können auch weitere Anordnungen bestehen; diese können von Faktoren wie Architektur, Typ und gewünschter Leistung des Motors 16 abhängen. Das in 1 gezeigte Beispiel kann eine Motor-Abgasrückführungs- oder AGR-Anordnung 24 und einen Turbolader 26 umfassen.
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Die AGR-Anordnung 24 kann verwendet werden, um eine bemessene Menge von Abgas, das von dem Motor 16 ausgestoßen wird, an die Einlassseite des Motors zurückzuführen oder zu leiten. In Abhängigkeit von der Variation und den Umständen kann das rückgeführte Abgas mit Einlassluft und/oder Luft-Kraftstoff-Gemisch gemischt werden und kann die Verbrennungstemperatur innerhalb des Motors 16 erhöhen oder verringern. Die AGR-Anordnung 24 kann verschiedene Konstruktionen, Anordnungen und Komponenten aufweisen. Die beispielhaften Variationen, die in 1 dargestellt sind, können einen AGR-Durchgang 28 umfassen, der die Fluidströmung zwischen den Abgas- und Einlassseiten in Kommunikation versetzt, sowie einen AGR-Kühler 30 und ein AGR-Ventil, wie etwa das Motorluftsystem-Ventil 12 oder ein anderes Ventil. Der AGR-Kühler 30 kann ein Wärmetauscher sein, der die durch ihn strömenden Abgase kühlt. Das AGR-Ventil kann die Abgasströmung von einem Abgasdurchgang 32 zu einem Einlassdurchgang 34 regeln. Die beispielhafte AGR-Anordnung 24 kann eine Hochdruck-AGR-Anordnung sein. In anderen Variationen kann auch eine Niederdruck-AGR-Anordnung inkludiert sein.
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Der Turbolader 26 kann durch Abgas angetrieben werden, das von dem Motor 16 ausgestoßen wird, und kann eine zusätzliche Menge Luft oder Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Motor zwingen, um die Motorleistung zu verbessern. Der Turbolader 26 kann in verschiedenen Typen ausgeführt sein, was Turbolader mit fester Geometrie, Turbolader mit variabler Geometrie, eine einstufige Turboladeranordnung, eine zweistufige Turboladeranordnung, oder andere Typen umfasst. Der Turbolader 26 kann eine Turbine 36 umfassen, die direkt durch die Abgasströmung angetrieben wird, und die ihrerseits einen Kompressor 38 über eine gemeinsame Wellenanordnung 40 antreibt. Der Kompressor 38 setzt Luft unter Druck, die schließlich in den Motor 16 eintritt.
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Der Turbolader 14 kann auch einen Bypass-Durchgang 41 oder ein Wastegate umfassen, die Abgase um die Turbine 36 herum umleiten. Ein Bypass-Ventil, wie etwa das Ventil 12 oder ein anderes Ventil, kann innerhalb des Bypass-Durchgangs 41 angeordnet sein, um die Fluidströmung durch den Bypass-Durchgang zu regeln. In einigen Variationen kann ein weiterer Bypass-Durchgang 42 (in unterbrochenen Linien dargestellt) inkludiert sein, um Ansaugluft um den Kompressor 38 herum umzuleiten. Ein Bypass-Ventil, wie etwa das Ventil 12 oder ein anderes Ventil, kann innerhalb des Bypass-Durchgangs 42 angeordnet sein, um die Fluidströmung durch den Bypass-Durchgang zu regeln.
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In anderen Variationen kann das Motorluftsystem 14 mehr, weniger oder andere Komponenten umfassen als hier dargestellt und beschrieben. Zum Beispiel können ein oder mehrere Ladeluftkühler 44 zwischen den Komponenten angeordnet sein, ein Drosselventil kann vorgesehen sein, eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung kann vorgesehen sein, wie etwa ein Dieselpartikelfilter (DPF) oder ein Katalysator, und ein weiterer Turbolader kann vorgesehen sein, um eine zweistufige Turboaufladungsanordnung zu bilden.
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Das Motorluftsystem-Ventil 12 kann in dem Motorluftsystem 14 an den verschiedenen oben erläuterten Positionen verwendet werden, und kann auch an anderen Stellen in dem Motorluftsystem angeordnet sein. Das Motorluftsystem-Ventil 12 kann die Fluidströmung steuern und regeln, um die Fluidströmung dadurch zu erlauben (bzw. zu öffnen) oder die Fluidströmung dadurch zu verhindern (bzw. zu schließen). Das Ventil 12 kann verschiedene Konstruktionen, Anordnungen und Komponenten aufweisen. Die beispielhafte Variation des Ventils 12, die in 2 dargestellt ist, kann einen Ventilkörper oder ein Gehäuse 46, eine Welle oder einen Schaft 48 und ein Ventilelement oder eine Platte 50 umfassen.
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Der Ventilkörper 46 kann das Gehäuse bilden, durch das die Fluidströmung in dem Motorluftsystem-Ventil 12 verläuft. Der Ventilkörper 46 kann eine einstückige Struktur sein oder kann aus separaten Teilen hergestellt sein, die in der Folge zusammengesetzt werden. Der Ventilkörper 46 kann aus Materialien bestehen, die, ohne darauf beschränkt zu sein, duktiles Gusseisen, Eisen mit hohem Siliziumgehalt, Stahllegierungen wie rostfreien Stahl, eine Keramik, oder ein Hochtemperaturpolymer wie etwa wärmehärtende oder thermoplastische Materialen umfassen. Der Ventilkörper 46 kann einen Anschluss 52 aufweisen und kann eine Nabe 54 aufweisen. Im Betrieb kann die Fluidströmung durch den Anschluss 52 verlaufen, und die Nabe 54 kann die Bewegung des Schafts 48 unterstützen und erleichtern.
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Unter Bezugnahme auf 2 und 3 kann ein Hohlraum 56 in dem Ventilkörper 46 an der Nabe 54 oder an einer anderen Stelle angeordnet sein und kann den Schaft 48 aufnehmen, und kann zumindest einige der Komponenten der Anordnung 10 aufnehmen. Im Allgemeinen kann der Hohlraum 56 zum Teil konstruiert und angeordnet sein, um für die Anordnung 10 geeignet zu sein, und kann somit in Abhängigkeit von der Anordnung verschiedene Konstruktionen und Anordnungen aufweisen.
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In den beispielhaften Variationen von 3 kann der Hohlraum 56 eine allgemein zylindrische Gestalt mit Abschnitten unterschiedlicher Durchmesser oder mit eingesenkten Abschnitten aufweisen. Ein erster Abschnitt 58 kann einen ersten Durchmesser aufweisen, der so dimensioniert sein kann, dass er den Schaft 48 direkt umlaufend umgibt. Ein zweiter Abschnitt 60 kann einen zweiten Durchmesser aufweisen, der so dimensioniert sein kann, dass er eine Komponente oder Komponenten der Anordnung 10 direkt umlaufend umgibt. Ein dritter Abschnitt 66 kann einen dritten Durchmesser aufweisen. Weitere Abschnitte des Hohlraums 56 können andere Durchmesser aufweisen, die so dimensioniert sein können, dass sie eine oder mehrere der Komponenten der Anordnung 10 direkt umlaufend umgeben, oder sie können für andere Zwecke dimensioniert sein.
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Der Hohlraum 56 kann auch einen Flansch 68 aufweisen, der in eine axial nach außen gerichtete oder allgemein axial äußere Richtung A um einen Abstand von einer äußeren Oberfläche 70 des Ventilkörpers 46 wegragt. Der Hohlraum 56 kann ein offenes Ende 72 an dem Flansch 68 aufweisen. Außerdem kann jeder Abschnitt 58, 60, 66 eine innere Umfangsfläche 74 aufweisen, die radial nach innen gerichtet sein kann und in Umfangsrichtung darum durchgängig sein kein.
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Der Schaft 48 kann eine Stange oder eine andere Struktur sein, die von dem Ventilkörper 46 getragen sein kann. Der Schaft 48 kann mit dem Ventilelement 50 verbunden sein und kann Bewegung auf das Ventilelement übertragen. Der Schaft 48 kann eine äußere Umfangsfläche 76 aufweisen, die radial nach außen gerichtet sein kann und in Umfangsrichtung darum durchgängig sein kein. Nahe einem nach außen gerichteten freien Ende des Schafts 48 kann ein Hebel 78 zur Bewegung durch einen Aktuator 80 (1) mit dem Schaft verbunden sein. Der Aktuator 80 kann den Schaft 48 und das Ventilelement 50 selektiv bewegen (z. B. drehen), um den Anschluss 52 zu öffnen und zu schließen. Der Aktuator 80 kann dabei einer von verschiednen Typen sein, was elektromechanische, wie etwa einen Elektromotor oder Elektromagnet, pneumatische oder hydraulische einschließt. Der Betrieb des Aktuators 80 kann durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 82 (1) gesteuert werden.
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Das Ventilelement 50 kann durch den Schaft 48 gedreht werden, um das Motorluftsystem-Ventil 12 zu öffnen und zu schließen und so die Fluidströmung in dem Anschluss 52 zu erlauben und zu verhindern. Das Ventilelement 50 und der Schaft 48 können einteilig sein, oder sie können, wie dargestellt, separate Teile sein, die miteinander verbunden sind. Das Ventilelement 50 kann so geformt und dimensioniert sein, dass es der Gestalt des Anschlusses 52 entspricht, und kann eine Scheiben-, Ellipsen-, Oval- oder eine andere Form aufweisen.
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Die Anordnung 10 kann den Austritt der Fluidströmung an dem Hohlraum 56 zwischen dem Ventilkörper 46 und dem Schaft 48 minimieren oder im Wesentlichen verhindern. Während der Verwendung eines Motorluftsystemsventils kann eine Fluidströmung wie etwa Abgase von einer nach innen gerichteten Seite an einem Anschluss (auch als heiße Seite bezeichnet) durch einen Hohlraum und zu einer nach außen gerichteten Seite eines Ventilkörpers (auch als Atmosphärenseite bezeichnet; diese der Atmosphäre zugewandte Seite ist nicht notwendigerweise die Atmosphäre unmittelbar außerhalb des zugehörigen Automobils) austreten. In manchen Fällen kann die Fluidströmung, etwa Abgase wie Kohlenwasserstoffe und Ruß, austreten und zwischen einen Schaft und eine Laufbuchse einer Anordnung gelangen, was die Bewegung dazwischen behindern und/oder die Laufbuchse beschädigen könnte. Die Anordnung 10 kann konstruiert und angeordnet sein, um einen solchen Austritt zu minimieren oder im Wesentlichen zu verhindern, während sie ein Behinderung der Bewegung zwischen dem Ventilkörper 46 und dem Schaft 48 begrenzt oder verhindert.
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Die Anordnung 10 kann zur Verwendung in Anwendungen geeignet sein, die relativ hohen Betriebstemperaturen unterliegen, wie etwa die Abgasseite des Motorluftsystems 14, und insbesondere an dem Bypass-Durchgang 41, wo zum Beispiel bei Benzin- und Dieselmotoren im Betrieb die Temperaturen zwischen 800 °C und 1100 °C reichen können. In manchen Fällen können Elastomerdichtungen, etwa solche, die aus Fluorcarbon oder Fluorsilikon bestehen, nicht immer für Anwendungen bei relativ hohen Betriebstemperaturen geeignet oder effektiv sein.
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Wie beschrieben kann die Anordnung 10 in einem Motorluftsystem-Ventil 12 und als ein Teil davon verwendet werden. Die Anordnung 10 kann auch in anderen Ventilen und in anderen Anwendungen verwendet werden, die nicht unbedingt hierin beschrieben werden. Zum Beispiel kann die Anordnung 10 in einem und als Teil eines Ventils mit einer feststehenden Komponente (wie etwa einem Körper oder Gehäuse) und einer beweglichen Komponente (wie etwa einer Welle oder einem Schaft) verwendet werden; die bewegliche Komponente kann sich durch Drehung oder durch oszillierende Linearbewegung nach vor und zurück bewegen. Die Anordnung 10 kann verschiedene Konstruktionen, Anordnungen und Komponenten aufweisen, die zum Teil neben weiteren Faktoren von dem Ventil, in dem die Anordnung verwendet wird, der Anwendung, in der das Ventil verwendet wird, und der gewünschten Leistung bei der Verhinderung von Austritten abhängig sein kann.
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In den beispielhaften Variationen von 3 kann die Anordnung 10 eine Laufbuchse 100, ein erstes Dichtungselement 102, ein zweites Dichtungselement 104, ein Vorspannelement 106, eine Halterung 108 und einen Schirmring 110 umfassen.
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Die Laufbuchse 100 kann innen innerhalb des Hohlraums 56 angeordnet sein, kann um den Schaft 48 herum angeordnet sein, und kann die Bewegung des Schafts unterstützen und erleichtern. Die Laufbuchse 100 kann verschiedene Konstruktionen und Anordnungen aufweisen, die zum Teil neben weiteren Faktoren auch von der Bewegung (z. B. Drehung oder linear) des Schafts 48 abhängig sind. Die Laufbuchse 100 kann eine allgemein zylindrische Gestalt aufweisen und kann aus einem Metall oder einem beliebigen anderen geeigneten Material hergestellt sein. Die Laufbuchse 100 kann eine innere Umfangsfläche 112 aufweisen, die radial nach innen gerichtet sein kann und in Umfangsrichtung darum durchgängig sein kein. Die innere Umfangsfläche 112 kann direkt der äußeren Umfangsfläche 76 des Schafts 48 entgegengesetzt sein. Die Laufbuchse 100 kann eine äußere Umfangsfläche 114 aufweisen, die radial nach außen gerichtet sein kann und in Umfangsrichtung darum durchgängig sein kein. Die äußere Umfangsfläche 114 kann direkt der inneren Umfangsfläche 74 des Hohlraums 56 entgegengesetzt sein. Die Laufbuchse 100 kann auch eine nach innen gerichtete axiale Oberfläche 116 aufweisen, die axial nach innen (Richtung B) weisen kann, und kann eine nach außen gerichtete axiale Oberfläche 118 aufweisen, die axial nach außen (Richtung A) weisen kann.
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Das erste Dichtungselement 102 kann an einer nach innen gerichteten Seite der Laufbuchse 100 angeordnet sein und kann innen innerhalb des Hohlraums 56 und um den Schaft 48 herum angeordnet sein. Das erste Dichtungselement 102 kann verwendet werden, um im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen ihm und dem Schaft 48 zu verhindern. Das erste Dichtungselement 102 kann verschiedene Konstruktionen und Anordnungen aufweisen, die zum Teil neben weiteren Faktoren auch von der gewünschten Leistung bei der Verhinderung von Austritten abhängig sind. Das erste Dichtungselement 102 kann als eine ringförmige Unterlegscheibe ausgebildet sein, und kann aus einem Metallmaterial wie etwa rostfreiem Stahl bestehen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
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Das erste Dichtungselement 102 kann eine innere Umfangsfläche 120 aufweisen, die radial nach innen gerichtet sein kann und in Umfangsrichtung darum durchgängig sein kann. Die innere Umfangsfläche 120 kann direkt der äußeren Umfangsfläche 76 des Schafts 48 entgegengesetzt sein. Das erste Dichtungselement 102 kann eine äußere Umfangsfläche 122 aufweisen, die radial nach außen gerichtet sein kann und in Umfangsrichtung darum durchgängig sein kann. Die äußere Umfangsfläche 122 kann direkt der inneren Umfangsfläche 74 des Hohlraums 56 entgegengesetzt sein.
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Das erste Dichtungselement 102 kann auch eine nach innen gerichtete axiale Oberfläche 124 aufweisen, die axial nach innen (Richtung B) weisen kann, und kann eine nach außen gerichtete axiale Oberfläche 126 aufweisen, die axial nach außen (Richtung A) weisen kann. Die nach innen gerichtete axiale Oberfläche 124 des ersten Dichtungselements 102 kann direkt dem Vorspannelement 106 entgegengesetzt sein, und die nach außen gerichtete axiale Oberfläche 126 des ersten Dichtungselements 102 kann direkt der nach innen gerichteten axialen Oberfläche 116 der Laufbuchse 100 entgegengesetzt sein.
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Die innere Umfangsfläche 120 kann einen Innendurchmesser definieren, der eine enge Passung zwischen dem ersten Dichtungselement 102 und dem Schaft 48 bereitstellen kann. Eine erste radiale Dichtung kann an einer umlaufenden Schnittstelle der aneinander stoßenden inneren Umfangsfläche 120 und äußeren Umfangsfläche 76 gebildet sein. Die erste radiale Dichtung kann eine Metall-Metall-Dichtung sein. Die erste radiale Dichtung kann im Wesentlichen die Fluidströmung dazwischen verhindern, was bedeutet, dass sie die Fluidströmung entweder völlig verhindert oder eine relativ geringe und zu vernachlässigende Menge der Fluidströmung passieren kann.
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In einer Variation kann ein erster Spielraum zwischen der inneren Umfangsfläche 120 und der äußeren Umfangsfläche 76 definiert sein, während dennoch die Fluidströmung wie beschrieben im Wesentlichen verhindert wird. Der erste Spielraum kann einen Wert zwischen etwa 0,015 mm bis 0,025 mm, einen Wert von etwa 0,020 mm aufweisen, oder kann einen anderen Wert aufweisen. Der erste Spielraum kann die thermische Ausdehnung und Kontraktion zwischen dem ersten Dichtungselement 102 und dem Ventilkörper 46 aufnehmen, indem er einen physischen Raum zwischen dem Dichtungselement und dem Schaft bereitstellt, und kann die Anordnung der Komponenten unterbringen. Zum Beispiel kann bei Betriebsbedingungen mit relativ hohen Temperaturen die innere Umfangsfläche 120 in direkten Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 76 gelangen, und das erste Dichtungselement 102 kann sich mit dem Schaft 48 bewegen und kann dennoch die Bewegung des Schafts im Wesentlichen nicht behindern. Bei Betriebsbedingungen mit relativ geringen Temperaturen kann andererseits die innere Umfangsfläche 120 keinen direkten Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 76 bilden.
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Die äußere Umfangsfläche 122 kann einen Außendurchmesser definieren, der geringer sein kann als der Durchmesser des zweiten Abschnitts 60 des Hohlraums 56. In einer Variation kann ein zweiter Spielraum zwischen der äußeren Umfangsfläche 122 und der inneren Umfangsfläche 74 des Hohlraums 56 an dem zweiten Abschnitt 60 definiert sein. Der zweite Spielraum kann einen Wert aufweisen, der größer ist als jener des ersten Spielraums; zum Beispiel kann der zweite Spielraum einen Wert zwischen etwa 0,10 mm bis 0,50 mm oder einen anderen Wert aufweisen. Der zweite Spielraum kann die thermische Ausdehnung und Kontraktion zwischen dem ersten Dichtungselement 102 und dem Ventilkörper 46 aufnehmen. Zum Beispiel kann bei Betriebsbedingungen mit relativ hohen oder niedrigen Temperaturen die äußere Umfangsfläche 122 keinen direkten Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 74 des Hohlraums 56 bilden, und kann die Bewegung des Schafts im Wesentlichen nicht behindern (z. B. durch Steckenbleiben).
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Das zweite Dichtungselement 104 kann in bestimmten Aspekten dem ersten Dichtungselement 102 ähnlich sein. Das zweite Dichtungselement 104 kann an der nach innen gerichteten Seite der Laufbuchse 100 angeordnet sein und kann innen innerhalb des Hohlraums 56 und um den Schaft 48 herum angeordnet sein. Das zweite Dichtungselement 104 kann verwendet werden, um im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen ihm und dem Schaft 48 zu verhindern. Das zweite Dichtungselement 104 kann verschiedene Konstruktionen und Anordnungen aufweisen, die zum Teil neben weiteren Faktoren auch von der gewünschten Leistung bei der Verhinderung von Austritten abhängig sein können. Das zweite Dichtungselement 104 kann als eine ringförmige Unterlegscheibe ausgebildet sein, und kann aus einem Metallmaterial wie etwa rostfreiem Stahl bestehen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
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Das zweite Dichtungselement 104 kann eine innere Umfangsfläche 128 aufweisen, die radial nach innen gerichtet sein kann und in Umfangsrichtung darum durchgängig sein kann. Die innere Umfangsfläche 128 kann direkt der äußeren Umfangsfläche 76 des Schafts 48 entgegengesetzt sein. Das zweite Dichtungselement 104 kann eine äußere Umfangsfläche 130 aufweisen, die radial nach außen gerichtet sein kann und in Umfangsrichtung darum durchgängig sein kann. Die äußere Umfangsfläche 130 kann direkt der inneren Umfangsfläche 74 des Hohlraums 56 entgegengesetzt sein. Das zweite Dichtungselement 104 kann auch eine nach innen gerichtete axiale Oberfläche 132 aufweisen, die axial nach innen (Richtung B) weisen kann, und kann eine nach außen gerichtete axiale Oberfläche 134 aufweisen, die axial nach außen (Richtung A) weisen kann. Die nach innen gerichtete axiale Oberfläche 132 des zweiten Dichtungselements 104 kann direkt der nach außen gerichteten axialen Oberfläche 47 des Ventilkörpers 46 entgegengesetzt sein, und die nach außen gerichtete axiale Oberfläche 134 des zweiten Dichtungselements 104 kann direkt dem Vorspannelement 106 entgegengesetzt sein.
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Die innere Umfangsfläche 128 kann einen Innendurchmesser definieren, der eine enge Passung zwischen dem zweiten Dichtungselement 104 und dem Schaft 48 bereitstellen kann. Eine zweite radiale Dichtung kann an einer umlaufenden Schnittstelle der entgegengesetzten inneren Umfangsfläche 128 und äußeren Umfangsfläche 76 gebildet sein. Die zweite radiale Dichtung kann eine Metall-Metall-Dichtung sein. Die zweite radiale Dichtung kann im Wesentlichen die Fluidströmung dazwischen verhindern, was bedeutet, dass sie die Fluidströmung entweder völlig verhindert oder eine relativ geringe und zu vernachlässigende Menge der Fluidströmung passieren kann.
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In einer Variation kann ein dritter Spielraum zwischen der inneren Umfangsfläche 128 und der äußeren Umfangsfläche 76 definiert sein, während dennoch die Fluidströmung wie beschrieben im Wesentlichen verhindert wird. Der dritte Spielraum kann einen Wert zwischen etwa 0,015 mm bis 0,025 mm, einen Wert von etwa 0,020 mm aufweisen, oder kann einen anderen Wert aufweisen. Der dritte Spielraum kann die thermische Ausdehnung und Kontraktion zwischen dem zweiten Dichtungselement 104 und dem Schaft 48 aufnehmen, indem er einen physischen Raum zwischen dem Dichtungselement und dem Schaft bereitstellt, und kann die Anordnung der Komponenten unterbringen. Zum Beispiel kann bei Betriebsbedingungen mit relativ hohen Temperaturen die innere Umfangsfläche 128 in direkten Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 76 gelangen, und das zweite Dichtungselement 104 kann sich mit dem Schaft 48 bewegen (z. B. drehen) und kann dennoch die Bewegung des Schafts im Wesentlichen nicht behindern. Bei Betriebsbedingungen mit relativ niedrigen Temperaturen kann andererseits die innere Umfangsfläche 128 keinen direkten Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 76 bilden.
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Die äußere Umfangsfläche 130 kann einen Außendurchmesser definieren, der geringer sein kann als der Durchmesser des zweiten Abschnitts 60 des Hohlraums 56. In einer Variation kann ein vierter Spielraum zwischen der äußeren Umfangsfläche 130 und der inneren Umfangsfläche 74 des Hohlraums 56 an dem zweiten Abschnitt 60 definiert sein. Der vierte Spielraum kann einen Wert aufweisen, der größer ist als jener des dritten Spielraums; zum Beispiel kann der vierte Spielraum einen Wert zwischen etwa 0,10 mm bis 0,50 mm oder einen anderen Wert aufweisen. Der vierte Spielraum kann die thermische Ausdehnung und Kontraktion zwischen dem zweiten Dichtungselement 104 und dem Ventilkörper 46 aufnehmen. Zum Beispiel kann bei Betriebsbedingungen mit relativ hohen und niedrigen Temperaturen die äußere Umfangsfläche 130 keinen direkten Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 74 des Hohlraums 56 bilden, und kann die Bewegung des Schafts im Wesentlichen nicht behindern (z. B. durch Steckenbleiben).
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Das Vorspannelement 106 kann von der Laufbuchse 100 aus nach innen angeordnet sein und kann innen innerhalb des Hohlraums 56 und um den Schaft 48 herum angeordnet sein. Das Vorspannelement 106 kann verwendet werden, um eine axial gerichtete Kraft gegen das erste Dichtungselement 102 in Richtung A auszuüben, und kann verwendet werden, um eine axial gerichtete Kraft gegen das zweite Dichtungselement 104 in Richtung B auszuüben, und kann das erste Dichtungselement 102 gegen die Laufbuchse 100 drängen, und kann das zweite Dichtungselement 104 gegen den Ventilkörper 46 drängen.
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Eine nach außen gerichtete axiale Kraft in Richtung A, die sich aus der Druckdifferenz zwischen der nach innen gerichteten axialen Oberfläche 124 (heiße Seite) und der nach außen gerichteten axialen Oberfläche 126 (Atmosphärenseite) des ersten Dichtungselements 102 ergibt, kann die nach außen gerichtete axiale Kraft, die von dem Vorspannelement 106 auf das erste Dichtungselement 102 ausgeübt wird, ergänzen.
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Die nach außen gerichtete axiale Oberfläche 126 des ersten Dichtungselements 102 kann direkt der nach innen gerichteten axialen Oberfläche 116 der Laufbuchse 100 entgegengesetzt sein, und eine erste axiale Dichtung kann an einer ebenen Schnittstelle der entgegengesetzten axialen Oberflächen ausgebildet sein. Die nach innen gerichtet axiale Oberfläche 132 des zweiten Dichtungselements 104 kann direkt der außen gerichteten axialen Oberfläche 47 des Ventilkörpers 46 entgegengesetzt sein, und eine zweite axiale Dichtung kann an einer ebenen Schnittstelle der entgegengesetzten axialen Oberflächen ausgebildet sein. Die erste und zweite axiale Dichtung können Metall-Metall-Dichtungen sein. Die erste und zweite axiale Dichtung können im Wesentlichen die Fluidströmung dazwischen verhindern.
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In verschiedenen Variationen können das erste Dichtungselement 102 und das zweite Dichtungselement 104 allein oder zusammen verwendet werden, mit oder ohne das Vorspannelement 106.
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In einer Variation kann das Vorspannelement 106 axial gerichtete Kräfte ausüben, die etwa gleich 5 bis 15 N sind, oder es kann andere Kräfte ausüben. Die minimale Vorspannkraft kann dem ersten Dichtungselement 102 erlauben, sich radial und in Umfangsrichtung relativ zu der Laufbuchse 100 zu bewegen und kann dem zweiten Dichtungselement 104 erlauben, sich radial und in Umfangsrichtung relativ zu dem Ventilkörper 46 zu bewegen.
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In anderen Variationen kann das Vorspannelement 106 eine Druckfeder, eine Wellenscheibe, oder eine andere geeignete Vorrichtung sein, die eine Kraft ausübt. In der Variation von 3 kann das Vorspannelement 106 eine Druckfeder sein, die ein nach außen gerichtetes Ende 136 an der nach innen gerichteten axialen Oberfläche 124 des ersten Dichtungselements 102 aufweisen kann, und ein nach innen gerichtetes Ende 138 an der nach außen gerichteten axialen Oberfläche 134 des zweiten Dichtungselements 104 aufweisen kann.
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In anderen Variationen können ein oder mehrere zusätzliche Dichtungselemente einbezogen sein, und zwar in Abhängigkeit von den Dichtungsanforderungen. Zusätzlichen Dichtungselemente können an einer oder an beiden der nach innen gerichteten und nach außen gerichteten Seiten der Laufbuchse 100 angeordnet sein.
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Die Halterung 108 kann an der nach außen gerichteten Seite der Laufbuchse 100 angeordnet sein, und kann innen innerhalb des Hohlraums 56 und um den Schaft 48 herum angeordnet sein. Die Halterung 108 kann unbeweglich in dem Hohlraum 56 an dem zweiten Abschnitt 60, oder an einem anderen Abschnitt, durch Einstecken, Schweißen, Schrauben oder eine beliebige andere Weise fixiert sein. Die Halterung 108 kann verschiedene Konstruktionen und Anordnungen aufweisen, die zum Teil neben weiteren Faktoren auch von den anderen Komponenten der Anordnung 10 und der Konstruktion und Anordnung des Hohlraums 56 abhängig sein können. Die Halterung 108 kann als eine ringförmige Unterlegscheibe ausgebildet sein, und kann aus einem Metallmaterial wie etwa rostfreiem Stahl oder kaltgewalztem Stahl bestehen. Noch immer Bezug nehmend auf 3 kann die Halterung 108 eine innere Umfangsfläche 140 aufweisen, die radial nach innen gerichtet sein kann und in Umfangsrichtung darum durchgängig sein kein. Die innere Umfangsfläche 140 kann direkt der äußeren Umfangsfläche 76 des Schafts 48 entgegengesetzt sein, und kann in einem ausreichenden Abstand davon angeordnet sein, so dass die Oberflächen keinen direkten Kontakt miteinander haben und die Bewegung des Schafts dadurch nicht behindert wird. Die Halterung 108 kann eine äußere Umfangsfläche 142 aufweisen, die radial nach außen gerichtet sein kann und in Umfangsrichtung darum durchgängig sein kein. Die äußere Umfangsfläche 142 kann direkt an der inneren Umfangsfläche 74 des Hohlraums 56 fixiert sein. Die Halterung 108 kann auch eine nach innen gerichtete axiale Oberfläche 144 aufweisen, die axial nach innen (Richtung B) weisen kann, und kann eine nach außen gerichtete axiale Oberfläche 146 aufweisen, die axial nach außen (Richtung A) weisen kann. Die nach innen gerichtete axiale Oberfläche 144 kann direkt der Laufbuchse 100 entgegengesetzt sein. In anderen Variationen kann eine Halterung unter Umständen nicht erforderlich sein oder kann durch Einstecken oder ein anderes geeignetes Halteverfahren ersetzt werden.
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Der Schirmring 110 kann an der nach außen gerichteten Seite der Halterung 108 angeordnet sein, und kann außen außerhalb des Hohlraums 56 angeordnet sein. Der Schirmring 110 kann nahe dem offenen Ende 72 angeordnet sein, und kann unbeweglich an dem Schaft 48 fixiert sein. Der Schirmring 110 kann konstruiert und angeordnet sein, um die Fluidströmung zu erlauben, die aus dem Hohlraum 56 an dem offenen Ende 72 austritt, und um zu verhindern, dass die Fluidströmung in den Hohlraum an dem offenen Ende eintritt. Der Schirmring 110 kann auch konstruiert und angeordnet sein, um zu verhindern, dass Abgase aus dem Hohlraum 56 austreten, und die unmittelbar umgebenden Komponenten wie etwa Drähte ihnen direkt ausgesetzt sind. Der Schirmring 110 kann verschiedene Konstruktionen und Anordnungen aufweisen.
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Unter Bezugnahme auf 3 kann der Schirmring 110 allgemein als eine Scheibe ausgebildet sein. Der Schirmring 110 kann einen Flansch 148 aufweisen, der in Umfangsrichtung durchgängig sein kann und der in die nach innen gerichtete Richtung B wegragen kann. Der Flansch 148 kann in Bezug auf den Flansch 68 positioniert sein, um dazwischen einen Durchgang 150 zu definieren. Zum Beispiel kann der Flansch 148 in Umfangsrichtung in einem Abstand um den Flansch 68 herum und in einem radialen Abstand von dem Flansch 68 angeordnet sein; und der Flansch 148 kann in einem axialen Abstand von der äußeren Oberfläche 70 des Ventilkörpers 46 angeordnet sein. Der Durchgang 150 kann es der Fluidströmung einfach machen, aus dem Hohlraum 56 auszutreten, kann aber im Wesentlichen Verunreinigungen und Schmutz daran hindern, von der Atmosphärenseite her in den Hohlraum 56 einzutreten. In anderen Variationen kann der Durchgang 150 auf andere Arten definiert sein.
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4 veranschaulicht zusätzliche Variationen der Anordnung 10. Diese Variationen sind ähnlich den Variationen von 3, können aber ein drittes Dichtungselement 202, ein viertes Dichtungselement 204 und ein zweites Vorspannelement 206 umfassen. Das dritte Dichtungselement 202 und das vierte Dichtungselement 204 können dem ersten Dichtungselement 102 und zweiten Dichtungselement 104 ähnlich sein, und können verwendet werden, um ähnliche dritte und vierte radiale Dichtungen und dritte und vierte axiale Dichtungen bereitzustellen. Das zweite Vorspannelement 206 kann dem ersten Vorspannelement 106 ähnlich sein. In verschiedenen Variationen können das dritte Dichtungselement 202 und das vierte Dichtungselement 204 allein oder zusammen verwendet werden, mit oder ohne das zweite Vorspannelement 206.
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In anderen Variationen der 3 und 4 können die unterschiedlichen Komponenten miteinander verwendet werden. Zum Beispiel kann das erste Dichtungselement 102 allein oder mit mehreren Dichtungselementen 104, 202 und 204 in beliebigen Kombinationen oder mit einer beliebigen Anzahl weiterer Dichtungselemente verwendet werden.
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In weiteren Variationen kann der exakte Wert der verschiedenen beschriebenen Zwischenräume neben weiteren Faktoren von den für die jeweiligen Komponenten verwendeten Materialien und der erwarteten thermischen Ausdehnung und Kontraktion abhängig sein. Sind zum Beispiel das erste Dichtungselement 102 und der Schaft 48 aus demselben oder einem ähnlichen Material gebildet, sind die erwartete Ausdehnung und Kontraktion minimal; in diesem Fall kann der erste Spielraum in seinem Wert minimiert werden.
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In anderen Variationen kann die Anordnung 10 unterschiedliche Konstruktionen, Anordnungen und Komponenten aufweisen. Zum Beispiel kann die Anordnung eine Laufbuchse und ein einzelnes Dichtungselement umfassen, und muss nicht unbedingt ein Vorspannelement umfassen. In einer weiteren Variation können die Dichtungselemente unterschiedliche Dimensionen relativ zueinander aufweisen. In noch einer weiteren Variation können andere Dichtungen gebildet sein; eine radiale Dichtung kann zwischen einer äußerer Umfangsfläche eines Dichtungselements und der inneren Umfangsfläche des Hohlraums ausgebildet sein, eine axiale Dichtung kann zwischen einer axialen Oberfläche eines Dichtungselements und einer direkt entgegengesetzten Oberfläche ausgebildet sein, oder Kombinationen davon können vorgesehen sein.
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Im Betrieb kann die Anordnung 10 einen potenziellen Austritt der Fluidströmung aus dem Anschluss 52, durch den Hohlraum 56 und auf die Atmosphärenseite des Ventilkörpers 46 minimieren oder überhaupt verhindern. Die Anordnung 10 kann auch effektiv die Bewegung zwischen dem Schaft 48 und dem Ventilkörper 46 unterstützen. Die Anordnung 10 kann die Fluidströmung, die zwischen den Schaft 48 und den Ventilkörper 46 gelangt, so zwingen und umleiten, dass sie einem indirekten und labyrinthartigen Pfad durch den Hohlraum 56 folgt, im Vergleich zu einem direkten axialen Pfad, in dem die Fluidströmung hauptsächlich der äußeren Umfangsfläche 76 des Schafts 48 folgt. Der indirekte Pfad kann es für den potenziellen Austritt der Fluidströmung schwieriger machen, auf die Atmosphärenseite zu gelangen, und kann die Fluidströmung minimieren oder überhaupt daran hindern, zwischen den Schaft 48 und die Laufbuchse 100 zu gelangen.
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Die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen dient rein zur Veranschaulichung von Komponenten, Elementen, Handlungen, Produkten und Verfahren, die als in den Umfang der Erfindung fallend betrachtet werden, und soll in keiner Weise durch das, was im Detail offenbart ist oder nicht ausdrücklich dargelegt wird, deren Umfang einschränken. Die hierin beschriebenen Komponenten, Elemente, Handlungen, Produkte und Verfahren können anders als hierin ausdrücklich beschrieben kombiniert und umgestellt werden und werden dennoch als in den Umfang der Erfindung fallend betrachtet.
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Variation 1 kann ein Produkt umfassen, das Folgendes umfasst: eine Laufbuchse (100), die an einem Hohlraum (56) angeordnet ist, der durch einen feststehenden Körper (46) eines Ventils (12) gebildet wird, und die um einen beweglichen Schaft (48) des Ventils (12) herum angeordnet ist, wobei die Laufbuchse (100) die Bewegung des Schafts (48) erleichtert; und ein Dichtungselement (102, 104), das in dem Hohlraum (46) um den Schaft (48) herum und an der nach innen gerichteten Seite der Laufbuchse (100) angeordnet ist, wobei das Dichtungselement (102, 104) im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen einer äußeren Umfangsfläche (76) des Schafts (48) und einer entgegengesetzten inneren Umfangsfläche (120, 128) des Dichtungselements (102, 104) verhindert und eine erste Dichtung bildet.
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Variation 2 kann ein Produkt nach Variation 1 umfassen, das des Weiteren ein zweites Dichtungselement (102, 104) umfasst, das in dem Hohlraum (46) um den Schaft (48) herum und an der nach innen gerichteten Seite der Laufbuchse (100) angeordnet ist, wobei das zweite Dichtungselement (102, 104) im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen der äußeren Umfangsfläche (76) des Schafts (48) und einer entgegengesetzten zweiten inneren Umfangsfläche (120, 128) des zweiten Dichtungselements (102, 104) verhindert und eine zweite Dichtung bildet.
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Variation 3 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 2 umfassen, das des Weiteren ein Vorspannelement (106) umfasst, das in dem Hohlraum (56) um den Schaft (48) herum und von der Laufbuchse (100) aus nach innen angeordnet ist, wobei das Vorspannelement (106) eine axiale Oberfläche (124, 126, 132, 134) des Dichtungselements (102, 104) veranlasst, gegen eine entgegengesetzte axiale Oberfläche (116, 47) der Laufbuchse (100) oder des Ventilkörpers (46) anzuliegen, um im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen den axialen Oberflächen zu verhindern und eine dritte Dichtung zu bilden.
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Variation 4 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 3 umfassen, das des Weiteren ein Vorspannelement (106) umfasst, das in dem Hohlraum (56) um den Schaft (48) herum und von der Laufbuchse (100) aus nach innen gerichtet angeordnet ist, wobei das Vorspannelement (106) axiale Oberflächen (126, 132) der Dichtungselemente (102, 104) veranlasst, gegen entgegengesetzte axiale Oberflächen (116, 47) der Laufbuchse (100) oder des Ventilkörpers (46) anzuliegen, um im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen den axialen Oberflächen zu verhindern und dritte und vierte Dichtungen zu bilden.
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Variation 5 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 4 umfassen, wobei ein erster Spielraum zwischen entgegengesetzten inneren Umfangsflächen (120, 128) der Dichtungselemente (102, 104) und der äußeren Umfangsfläche (76) des Schafts (48) definiert ist, und ein zweiter Spielraum zwischen entgegengesetzten äußeren Umfangsflächen (122, 130) der Dichtungselemente (102, 104) und einer inneren Umfangsfläche (74) des Hohlraums (56) definiert ist; und wobei der erste Spielraum einen geringeren Wert aufweist als der zweite Spielraum.
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Variation 6 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 5 umfassen, wobei der Wert für den ersten Spielraum zwischen etwa 0,015 mm und 0,025 mm reicht, um die thermische Ausdehnung und Kontraktion zwischen dem Dichtungselement (102, 104) und dem Schaft (48) bei Temperaturschwankungen bei der Verwendung und der Nichtverwendung aufzunehmen, und um die Fluidströmung zwischen der äußeren Umfangsfläche (76) des Schafts (48) und der inneren Umfangsfläche (120, 128) des Dichtungselements (102, 104) im Wesentlichen zu verhindern.
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Variation 7 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 6 umfassen, wobei der Wert der Kraft, die durch das Vorspannelement (106) ausgeübt wird, zwischen etwa 5 N bis 15 N reicht, um die axialen Oberflächen (126, 132) der Dichtungselemente (102, 104) zu veranlassen, gegen die entgegengesetzten axialen Oberflächen (116, 47) der Laufbuchse (100) und des Ventilkörpers (46) anzuliegen, um die Fluidströmung zwischen den axialen Oberflächen im Wesentlichen zu verhindern, und um den Dichtungselementen (102, 104) zu erlauben, sich sowohl radial als auch in Umfangsrichtung relativ zu der Laufbuchse (100) und dem Ventilkörper (46) zu bewegen.
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Variation 8 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 7 umfassen, das des Weiteren eine Halterung (108) umfasst, die in dem Hohlraum (56) fixiert und von der Laufbuchse (100) aus nach außen angeordnet ist.
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Variation 9 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 8 umfassen, das des Weiteren ein drittes Dichtungselement (202, 204) umfasst, das in dem Hohlraum (56) um den Schaft (48) herum und von der Laufbuchse (100) aus nach außen angeordnet ist, wobei das dritte Dichtungselement (202, 204) eine fünfte Dichtung zwischen der äußeren Umfangsfläche (78) des Schafts (48) und der inneren Umfangsfläche (208, 210) des dritten Dichtungselements (202, 204) bildet; und ein zweites Vorspannelement (206), das in dem Hohlraum (56) um den Schaft (48) herum und von der Laufbuchse (100) aus nach außen angeordnet ist; wobei das zweite Vorspannelement (206) das dritte Dichtungselement (202, 204) veranlasst, gegen die Laufbuchse (100) oder die Halterung (108) anzuliegen, um eine sechste Dichtung zwischen einer axialen Oberfläche (212, 214, 216, 218) des dritten Dichtungselements (202, 204) und einer entgegengesetzten axialen Oberfläche (118) der Laufbuchse (100) oder einer entgegengesetzten axialen Oberfläche (220) der Halterung (108) zu bilden.
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Variation 10 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 9 umfassen, das des Weiteren ein viertes Dichtungselement (202, 204) umfasst, das in dem Hohlraum (56) um den Schaft (48) herum und von der Laufbuchse (100) aus nach außen angeordnet ist; wobei das vierte Dichtungselement (202, 204) eine siebente Dichtung zwischen der äußeren Umfangsfläche (78) des Schafts (48) und der inneren Umfangsfläche (208, 210) des vierten Dichtungselements (202, 204) bildet; und wobei das zweite Vorspannelement (206) das vierte Dichtungselement (202, 204) veranlasst, gegen die Laufbuchse (100) oder die Halterung (108) anzuliegen, um eine achte Dichtung zwischen einer axialen Oberfläche (212, 214, 216, 218) des vierten Dichtungselements (202, 204) und einer entgegengesetzten axialen Oberfläche (118) der Laufbuchse (100) oder einer entgegengesetzten axialen Oberfläche (220) der Halterung (108) zu bilden.
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Variation 11 kann ein Produkt nach einer der Variationen 1 bis 10 umfassen, das des Weiteren einen Schirmring (110) umfasst, der an dem offenen Ende (72) des Hohlraums (56) angeordnet ist, wobei der Schirmring (110) dazu ausgebildet und angeordnet ist, der Fluidströmung zu erlauben, aus dem Hohlraum (56) an dem offenen Ende (72) auszutreten, und im Wesentlichen zu verhindern, dass Verunreinigungen und Schmutz in den Hohlraum (56) an dem offenen Ende (72) eintreten; wobei ein erster Spielraum zwischen entgegengesetzten inneren Umfangsflächen (120, 128, 208, 210) der Dichtungselemente (102, 104, 202, 204) und der äußeren Umfangsfläche (76) des Schafts (48) definiert ist, und ein zweiter Spielraum zwischen entgegengesetzten äußeren Umfangsflächen (122, 130, 222, 224) der Dichtungselemente (102, 104, 202, 204) und einer inneren Umfangsfläche (74) des Hohlraums (56) definiert ist; wobei der erste Spielraum einen Wert aufweist, der geringer ist als der zweite Spielraum, und der Wert für den ersten Spielraum zwischen etwa 0,015 mm und 0,025 mm reicht, um die thermische Ausdehnung und Kontraktion zwischen den Dichtungselementen (102, 104; 202, 204) und dem Schaft (48) bei Temperaturschwankungen bei der Verwendung und der Nichtverwendung aufzunehmen, und um die Fluidströmung zwischen der äußeren Umfangsfläche (76) des Schafts (48) und der inneren Umfangsfläche (120, 128) des Dichtungselements (102, 104) im Wesentlichen zu verhindern; und wobei der Wert der Kraft, die durch die Vorspannelemente (106, 206) ausgeübt wird, zwischen etwa 5 N bis 15 N reicht, um die axialen Oberflächen (126, 132, 212, 218) der Dichtungselemente (102, 104, 202, 204) zu veranlassen, gegen die entgegengesetzten axialen Oberflächen (47, 116, 118, 220) des Ventilkörpers (46), der Laufbuchse (100) und der Halterung (108) anzuliegen, um die Fluidströmung zwischen den axialen Oberflächen im Wesentlichen zu verhindern, und um den Dichtungselementen (102, 104) zu erlauben, sich sowohl radial als auch in Umfangsrichtung relativ zu dem Ventilkörper (46), der Laufbuchse (100) und der Halterung (108) zu bewegen.
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Variation 12 kann ein Produkt umfassen, das Folgendes umfasst: ein Ventil (12) für ein Motorluftsystem, wobei das Ventil umfasst: einen Körper (46), der einen Hohlraum (56) bildet; ein innerhalb des Körpers (46) angeordnetes Element (50), wobei das Element (50) einen innerhalb des Körpers (46) gebildeten Anschluss (52) öffnet und schließt, um die Fluidströmung durch den Anschluss (52) zu erlauben und zu verhindern; und einen Schaft (48), der mit dem Element (50) verbunden ist und sich durch den Hohlraum (56) erstreckt, wobei der Schaft (48) sich bewegt, um das Element (50) zu veranlassen, den Anschluss (52) zu öffnen und zu schließen; eine Laufbuchse (100), die in dem Hohlraum (56) und um den Schaft (48) herum angeordnet ist, wobei die Laufbuchse die Bewegung des Schafts (48) erleichtert; ein erstes Dichtungselement (102, 104), das in dem Hohlraum (46) um den Schaft (48) herum und an der nach innen gerichteten Seite der Laufbuchse (100) angeordnet ist, wobei das Dichtungselement (102, 104) im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen einer äußeren Umfangsfläche (76) des Schafts (48) und einer entgegengesetzten inneren Umfangsfläche (120, 128) des Dichtungselements (102, 104) verhindert und eine erste Dichtung bildet; ein zweites Dichtungselement (102, 104), das in dem Hohlraum (46) um den Schaft (48) herum und an der nach innen gerichteten Seite der Laufbuchse (100) angeordnet ist, wobei das zweite Dichtungselement (102, 104) im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen einer äußeren Umfangsfläche (76) des Schafts (48) und einer entgegengesetzten inneren Umfangsfläche (120, 128) des zweiten Dichtungselements (102, 104) verhindert und eine zweite Dichtung bildet; und ein Vorspannelement (106), das in dem Hohlraum (46) um den Schaft (48) herum und von der Laufbuchse (100) aus nach innen angeordnet ist, wobei das Vorspannelement (106) die axialen Oberflächen (126, 132) der Dichtungselemente (102, 104) veranlasst, gegen entgegengesetzte axiale Oberflächen (116, 47) der Laufbuchse (100) und des Ventilkörpers (46) anzuliegen, um im Wesentlichen die Fluidströmung zwischen den entgegengesetzten axialen Oberflächen zu verhindern und dritte und vierte Dichtungen zu bilden.
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Variation 13 kann ein Produkt nach Variation 12 umfassen, wobei ein erster Spielraum zwischen entgegengesetzten inneren Umfangsflächen (120, 128) der Dichtungselemente (102, 104) und der äußeren Umfangsfläche (76) des Schafts (48) definiert ist, und ein zweiter Spielraum zwischen entgegengesetzten äußeren Umfangsflächen (122, 130) der Dichtungselemente (102, 104) und einer inneren Umfangsfläche (74) des Hohlraums (56) definiert ist; und wobei der erste Spielraum einen geringeren Wert aufweist als der zweite Spielraum.
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Variation 14 kann ein Produkt nach einer der Variationen 12 bis 13 umfassen, wobei der Wert der Kraft, die durch das Vorspannelement (106) ausgeübt wird, zwischen etwa 5 N bis 15 N reicht, um die axialen Oberflächen (126, 132) der Dichtungselemente (102, 104) zu veranlassen, gegen die entgegengesetzten axialen Oberflächen (116, 47) der Laufbuchse (100) und des Ventilkörpers (46) anzuliegen, um die Fluidströmung zwischen den axialen Oberflächen im Wesentlichen zu verhindern, und um den Dichtungselementen (102, 104) zu erlauben, sich sowohl radial als auch in Umfangsrichtung relativ zu der Laufbuchse (100) und dem Ventilkörper (46) zu bewegen.
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Variation 15 kann ein Verfahren umfassen, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Ventils (12) für ein Motorluftsystem, wobei das Ventil umfasst: einen Körper (46), der einen Hohlraum (56) bildet; ein innerhalb des Körpers (46) angeordnetes Element (50), wobei das Element (50) einen innerhalb des Körpers (46) gebildeten Anschluss (52) öffnet und schließt, um die Fluidströmung durch den Anschluss (52) zu erlauben und zu verhindern; und einen Schaft (48), der mit dem Element (50) verbunden ist und sich durch den Hohlraum (56) erstreckt, wobei der Schaft (48) sich bewegt, um das Element (50) zu veranlassen, den Anschluss (52) zu öffnen und zu schließen; Bereitstellen einer Laufbuchse (100), die in dem Hohlraum (56) und um den Schaft (48) herum angeordnet ist; Bilden einer ersten radialen Dichtung um eine äußere Umfangsfläche (76) des Schafts (48) von der Laufbuchse (100) aus nach innen; Bilden einer zweiten radialen Dichtung um eine äußere Umfangsfläche (76) des Schafts (48) von der Laufbuchse (100) aus nach innen; Bilden einer ersten axialen Dichtung von der Laufbuchse (100) aus nach innen; und Bilden einer zweiten axialen Dichtung von der Laufbuchse (100) aus nach innen.
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Die obige Beschreibung ausgewählter Ausführungsbeispiele innerhalb des Umfangs der Erfindung ist rein beispielhafter Natur, und daher werden Abwandlungen und Varianten davon nicht as Abweichungen vom Geist und Umfang der Erfindung angesehen.
