DE202014007235U1

DE202014007235U1 - Ladedruckregelventil

Info

Publication number: DE202014007235U1
Application number: DE202014007235.3U
Authority: DE
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2014-09-30
Anticipated expiration: 2024-09-05

Abstract

Ladedruckregelventil (1) – mit einer Betätigungseinrichtung (2), die ein Gehäuse (11) und eine Steuerstange (3) aufweist, und – mit einer Ventilstange (4), die an einem Ende (5) mit der Steuerstange (3) verbunden ist und die an einem anderen Ende (6) mit einem an einen Ventilsitz (8) anlegbaren und von diesem abhebbaren Ventilteller (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Betätigungseinrichtung (2), die Ventilstange (4) mit dem Ventilteller (7) und der Ventilsitz (8) zu einer Baugruppe (B) zusammengefügt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ladedruckregelventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Ladedruckregelventil ist aus der DE 102 47 217 A1 bekannt. Das gattungsgemäße Ladedruckregelventil arbeitet in einem Turboladersystem eines Verbrennungsmotors und weist eine Steuerdose auf, die mit einer Steuerstange versehen ist, an deren freiem Ende ein Ventilteller angeordnet ist. Die Steuerstange ist hierbei mit einer Ventilmembran der Steuerdose verbunden und kann in ihrer Längsrichtung bewegt werden, so dass sich der Ventilteller an einen Ventilsitz einer Bypassleitung zu deren Verschluss anlegen kann. Ferner ist es möglich, die Bypassleitung durch Abheben des Ventiltellers vom Ventilsitz zu öffnen.
Im Rahmen der Erfindung durchgeführte Untersuchungen haben jedoch ergeben, dass bei einem derartigen Ladedruckregelventil Verschleißprobleme auftreten, die auch durch das Verwenden sehr teurer Materialien für die Bauteile einer oben beschriebenen Wastegate-Anordnung nicht komplett ausgeräumt werden können. Ferner ist der Aufwand für die Montage relativ hoch.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ladedruckregelventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, das eine Ausräumung der Verschleißprobleme bei bekannten Wastegate-Anordnungen möglich macht und die Montage vereinfacht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Erfindungsgemäß sind die Komponenten des Ladedruckregelventils, die eine Steuerdose, eine mit einer Steuerstange der Steuerdose verbundene Ventilstange mit Ventilteller und einen Ventilsitz umfassen, zu einer Baugruppe zusammengefügt, was den Vorteil ergibt, dass diese Baugruppe, die den ansonsten an der Bypassleitung ausgebildeten Ventilsitz umfasst, als eine Einheit an einem bzw. in einem Turbinengehäuse montiert werden kann.
Dementsprechend ist es möglich, verschleißanfällige Mechanik bekannter Systeme zu vermeiden und Bewegungen der Steuerstange und der Ventilstange nur in einer Richtung (Längsrichtung) durchzuführen.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Dementsprechend ist es möglich, die Steuerstange und die Ventilstange als ein einstückiges Bauteil auszuführen, das mit seinem einen Ende an einer Membran der Steuerdose fixiert ist und am anderen Ende den Ventilteller aufweist.
Es ist jedoch ebenfalls möglich, die Steuerstange und die Ventilstange als separate Bauteile auszuführen, die über eine geeignete Verbindungseinrichtung miteinander verbunden werden können.
Der Ventilsitz kann an einer Ventilkartusche ausgebildet sein, die an eine Anschlagplatte anschließt, die mit einem Gehäuse der Steuerdose verbunden ist.
Zur Verbindung der Anschlagplatte mit dem Gehäuse der Steuerdose ist es möglich, zwischen dem Gehäuse und der Anschlagplatte eine Verbindungshülse vorzusehen. In dieser Verbindungshülse kann eine Feder zur Vorspannung der Steuerstange angeordnet sein.
Alternativ ist es auch möglich, die Anschlagplatte ohne eine derartige Verbindungshülse direkt mit dem Gehäuse der Steuerdose zu verbinden.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist möglich, die Feder im Gehäuse der Steuerdose anzuordnen.
Zur Verbesserung der Führung der Steuerstange bzw. Ventilstange ist es ferner möglich, ein Gleitlager in der Ventilkartusche vorzusehen.
Zur Verbindung der zuvor beschriebenen Baugruppe mit dem Turbinengehäuse ist es möglich, eine Verbindungseinrichtung, vorzugsweise an der Ventilkartusche, anzubringen. Diese Verbindungseinrichtung kann beispielsweise ein Außengewinde sein, das mit einem im Turbinengehäuse vorgesehenen Innengewinde zusammenwirkt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:
1 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ladedruckregelventils, und
2 eine der 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ladedruckregelventils.
In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ladedruckregelventils 1 dargestellt, das im Beispielsfalle eine Steuerdose 2 aufweist. Die Steuerdose 2 weist ein Gehäuse 11 und eine Steuerstange 3 auf.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Steuerstange 3 ein separates Bauteil, das über eine Verbindungseinrichtung 9 mit einer Ventilstange 4 verbunden ist. Alternativ ist es auch möglich, die Steuerstange 3 und die Ventilstange 4 als ein einstückiges Bauteil auszubilden.
An einem einem Ende 5 der Ventilstange 4 gegenüberliegenden Ende 6 ist ein Ventilteller 7, vorzugsweise einstückig, an der Ventilstange 4 angeformt.
Ferner weist das erfindungsgemäße Ladedruckregelventil 1 einen Ventilsitz 8 auf, der mit dem Ventilteller 7 zusammenwirkt.
Erfindungsgemäß bilden die Steuerdose 2 mit ihrem Gehäuse 11 und ihrer Steuerstange 3, die Ventilstange 4 mit dem Ventilteller 7 und der Ventilsitz 8 eine Baugruppe B, also ein einheitliches Bauteil, das an bzw. in einem in 1 nicht dargestellten Turbinengehäuse eines mit einem Bypass bzw. einem Wastegate versehenen Abgasturboladers montiert werden kann.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist der Ventilsitz 8 an einer Ventilkartusche 10 angebracht, die ein Bauteil darstellt, das mit einer Anschlagplatte 12 verbunden ist. Die Anschlagplatte 12 ist bei der in 1 dargestellten Ausführungsform wiederum über eine Hülse 13 mit dem Gehäuse 11 der Steuerdose 2 verbunden.
Wie 1 verdeutlicht, ist in der Hülse 13 eine Feder 14 zur Vorspannung der Steuerstange 3 bzw. der Ventilstange 4 angeordnet.
1 verdeutlicht ferner eine Verbindungseinrichtung 7, die im Beispielsfalle an der Ventilkartusche 10 angeordnet ist und dazu dient, die Baugruppe B mit dem Turbinengehäuse zu verbinden. In der in 1 dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei der Verbindungseinrichtung 17 um ein Außengewinde, das mit einem Innengewinde des Turbinengehäuses in Wirkverbindung treten kann.
Es sind jedoch auch andere Verbindungsmöglichkeiten zwischen der Baugruppe B und dem Turbinengehäuse möglich, wie beispielsweise Schweißverbindungen oder Schraubverbindungen, die beispielsweise die Anschlagplatte 12 durchgreifen und in das Turbinengehäuse eingeschraubt sind.
Zur Verbesserung der Führung der Ventilstange 4 ist bei der in 1 dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsform ferner ein Gleitlager 16 in der Ventilkartusche 10 angeordnet.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ladedruckregelventils 1. Alle mit der 1 übereinstimmenden Merkmale sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet, so dass diesbezüglich auf die Beschreibung der 1 Bezug genommen werden kann. Dies bedeutet, dass auch die Ausführungsform gemäß 2 eine aus der Steuerdose 2, der Ventilstange 4 mit ihrem Ventilteller 7 und dem Ventilsitz 8 aufgebaute Baugruppe B darstellt.
Wie bei der Ausführungsform gemäß 1 befindet sich der Ventilteller 7 in der Schließstellung, in der er am Ventilsitz 8 anliegt. Zum Öffnen eines in 2, wie auch in 1, nicht dargestellten Bypasskanals, kann der Ventilteller 7 jedoch vom Ventilsitz 8 abgehoben werden. Hierzu ist bei beiden Ausführungsformen die Steuerstange 3 mit der Ventilstange 4 in Längsrichtung L beweglich ausgebildet.
Die Ausführungsform gemäß 2 unterscheidet sich von derjenigen gemäß 1 durch den Umstand, dass die Feder 14 der Steuerdose 2 im Gehäuse 11 angeordnet ist, das durch eine Membran 9 in eine erste und eine zweite Ventilkammer 15 bzw. 18 unterteilt ist. Wie 2 verdeutlicht, ist die Steuerstange 3 an der Membran 19 fixiert. Dies bedeutet, dass das erfindungsgemäße Ladedruckregelventil 1 sowohl bei der ersten wie auch bei der zweiten Ausführungsform mit einer üblichen Konstruktion einer Steuerdose 2 versehen sein kann.
Die auch bei der Ausführungsform gemäß 2 vorgesehene Verbindungshülse 13 stellt insbesondere dann ein optionales Bauteil dar, wenn die Feder 14 im Gehäuse 11 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist es auch möglich, die Anschlagplatte 12 der Ausführungsform gemäß 2 direkt am Gehäuse 11 anzubringen.
Vom Prinzip her ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Ladedruckregelventil 1 mit einem elektrischen Aktuator anstelle der pneumatischen Steuerdose 2 zu versehen.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den 1 und 2 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Ladedruckregelventil
2: Steuerdose
3: Steuerstange
4: Ventilstange
5: erstes Ende der Ventilstange 4
6: zweites Ende der Ventilstange 4
7: Ventilteller
8: Ventilsitz
9: Verbindungseinrichtung
10: Ventilkartusche
11: Gehäuse
12: Anschlagplatte
13: Verbindungshülse
14: Feder
15, 18: Ventilkammern
L: Längsrichtung

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

DE 10247217 A1 [0002]

Claims

Ladedruckregelventil (1) – mit einer Betätigungseinrichtung (2), die ein Gehäuse (11) und eine Steuerstange (3) aufweist, und – mit einer Ventilstange (4), die an einem Ende (5) mit der Steuerstange (3) verbunden ist und die an einem anderen Ende (6) mit einem an einen Ventilsitz (8) anlegbaren und von diesem abhebbaren Ventilteller (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Betätigungseinrichtung (2), die Ventilstange (4) mit dem Ventilteller (7) und der Ventilsitz (8) zu einer Baugruppe (B) zusammengefügt sind.
Ladedruckregelventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (3) und die Ventilstange (4) ein einstückiges Bauteil sind.
Ladedruckregelventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (3) und die Ventilstange (4) separate Bauteile sind, die über eine Verbindungseinrichtung (9) miteinander verbunden sind.
Ladedruckregelventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (8) an einer Ventilkartusche (10) ausgebildet ist, die am Gehäuse (11) der Betätigungseinrichtung (2) angebracht ist.
Ladedruckregelventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ventilkartusche (10) und dem Gehäuse (11) eine Anschlagplatte (12) angeordnet ist.
Ladedruckregelventil (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anschlagplatte (12) und dem Gehäuse (11) eine Verbindungshülse (13) angeordnet ist.
Ladedruckregelventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (14) in einer ersten Ventilkammer (15) des Gehäuses (11) angeordnet ist.
Ladedruckregelventil (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (14) in der Verbindungshülse (13) angeordnet ist.
Ladedruckregelventil (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilkartusche (10) ein Gleitlager (13) für die Ventilstange (4) angeordnet ist.
Ladedruckregelventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (B) eine Verbindungseinrichtung (17) aufweist.
Ladedruckregelventil (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (17) an der Ventilkartusche (10) angeordnet ist.
Ladedruckregelventil (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (17) als Außengewinde ausgebildet ist.
Ladedruckregelventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (2) als pneumatische Steuerdose ausgebildet ist.
Ladedruckregelventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (2) als elektrischer Aktuator ausgebildet ist.