WO2011066877A1 - Schaltventil für einen ladeluftkreislauf - Google Patents

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WO2011066877A1
WO2011066877A1 PCT/EP2010/005457 EP2010005457W WO2011066877A1 WO 2011066877 A1 WO2011066877 A1 WO 2011066877A1 EP 2010005457 W EP2010005457 W EP 2010005457W WO 2011066877 A1 WO2011066877 A1 WO 2011066877A1
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pressure
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Ewald Krieger
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    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
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    • F02M26/33—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage controlling the temperature of the recirculated gases
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a switching valve for a charge air circuit of an internal combustion engine having a switching flap.
  • Intercooler should not be charged with the entire volume flow of the charge air, but to reduce the cooling capacity of the intercooler.
  • Cooling capacity known in which at least two each a partial surface of the heat exchanger surface forming areas are provided.
  • the charge air can be fed to a region and / or a plurality of regions by means of a flow guide element or a changeover flap if necessary.
  • the change-over flap is integrated in a collecting box of the intercooler.
  • a switching valve for the Specify actuation of a changeover of a charge air cooler, which realizes a simple and reliable way a need-based switching the changeover.
  • valve housing having a first pressure port connectable to a first pressure source, a second pressure port connectable to a second pressure source, and a switching port connectable to the switching flap; a first valve element and a second valve element, both disposed in the valve housing and displaceable both relative thereto and relative to each other; and an actuating element which is set up, in a first switching position of the two valve elements, the switching opening with the second To connect pressure port and close relative to the first pressure port to close in a second switching position, the switching opening with respect to both the first pressure opening and the second pressure opening, and to connect the switching opening with the first pressure opening in a third switching position and to close with respect to the second pressure opening ,
  • a first spring between the valve housing and the first
  • Valve element is provided which presses the first valve element against a provided on the valve housing bearing surface, so that the first pressure port is closed. In this way it is ensured that the first pressure opening is opened only with a work against the spring force.
  • the first valve element has a substantially hollow cylindrical shape and the second valve element protrudes at least partially into the first valve element in order to close an opening of the hollow cylinder can.
  • a second spring between the first valve element and the second valve element is provided, which is the second valve element of the first
  • Valve element continues, and the second valve element closes against the spring force of the second spring, the first valve element. In this way it is ensured that the opening of the hollow cylinder is blocked only with a work against the spring force of the second spring.
  • the invention provides that the control element changes temperature-dependent between the individual switching positions of the two valve elements.
  • a simple and reliable construction of the switching valve according to the invention is realized by the use of a wax-stretch element as an actuating element. Alternatively, a bi-metal element may be used.
  • the adjusting element displaces the second valve element and / or the first valve element by its variable extent. In this way, a reliable and purely pneumatic-mechanical operation of the changeover without electronic signal is possible.
  • Fig. 1 shows a cross-sectional view through an inventive switching valve, which is arranged on a charge air line;
  • Fig. 2 is an enlarged partial view of the switching valve of FIG. 1 in a first
  • Fig. 3 is an enlarged partial view of the switching valve of FIG. 1 in a second
  • Fig. 4 is an enlarged partial view of the switching valve of FIG. 1 in a third
  • Fig. 5 is an enlarged partial view of the switching valve of FIG. 1, although in the third
  • FIG. 1 shows, in a cross-sectional illustration, a switching valve 1 according to the invention with a valve housing 2.
  • the valve housing 2 is connected to a valve housing 2 by means of a flange connection 3
  • Charge air line 4 for example, the charge air return hose arranged.
  • an actuating element 5 is provided, which protrudes with its end region 5 a into the charge air line 4.
  • the end section 5b of the adjusting element 5 opposite the end section 5a projects at least partially into the valve housing 2.
  • the actuator 5 is a wax-stretch element with a temperature-dependent from the actuator 5 excellent actuator 6, which varies in its length in the interior of the valve housing 2 protrudes.
  • the actuator 5 is between a flange 3a of
  • the valve housing 2 has a switching opening 7, at which a switching connection 8 adjoins the outside of the valve housing 2.
  • the switching connection 8 can be connected via a suitable, not shown, pressure line with a changeover flap in the intercooler (not shown).
  • the valve housing 2 also has a first pressure opening 9 and a second pressure opening 10, to which each pressure ports 11 and 12 connect to the outside of the valve housing 2.
  • the first pressure port 9 via the first pressure port 11 via a corresponding pressure line with a vacuum or vacuum pump of the internal combustion engine (not shown) are connected.
  • the second pressure opening 10 is, for example via the second pressure port 12 and a
  • valve housing 2 is sealed on the opposite side of the charge air line 4 with a suitable housing cover 13 sealed.
  • a suitable housing cover 13 sealed.
  • Valve housing 2 are a first valve element 14 and a second valve element 15, which can be moved both relative to the valve housing 2 and relative to each other.
  • the first valve element 14 has a substantially hollow cylindrical shape. An opening of the hollow cylinder can be closed by the second valve element 15, which projects at least partially into the first valve element 14.
  • the switching valve 1 also has a first spring 16, which is supported between the housing cover 13 and the first valve element 14. Furthermore, a second spring 17 is provided, which is located on an inner wall of the first valve element 14 and on the second
  • Valve element 15 is supported.
  • the two springs 16 and 17 are formed in the illustrated switching valve 1 as coil springs.
  • a plurality of sealing rings 18, for example, O-rings are provided in the switching valve 1, which seal the switching valve airtight.
  • Figure 2 shows the first switching position of the switching valve 1 again and corresponds to a situation in which, for example, the temperature of charge air in the charge air line 4 ( Figure 1) is about 2 ° C.
  • the actuator 6 of the control element 5 is largely at this temperature
  • the first spring 16 presses the first valve element 14 against a contact surface 19 of the valve housing 2.
  • the contact surface 19 extends inclined to the outer wall of the valve housing 2.
  • a likewise inclined surface is formed on the first valve element 14, which comes into contact with the contact surface 19.
  • the first valve element 14 is in this switching position before the first pressure port 9 and closes it.
  • two sealing rings 18 are provided between the first valve element 14 and the valve housing 2.
  • the second spring 17 pushes the second valve element 15 away from the first valve element 14 and against a stop 20 of the valve housing 2.
  • the stop 20 points radially inward in the region of the flange 3b.
  • Valve element 15 of the first valve element 14 is between these two
  • Flow path opens so that ambient air can exchange via the first pressure port 10 into the interior of the valve housing 2 and through a passage opening 21 in the first valve element 14 between the first valve element 14 and the second valve element 15 through to the switching port 7.
  • the changeover of the charge air cooler (not shown) is vented with the ambient air.
  • This venting path of the first switching position is indicated in FIG. 2 by a double arrow 22.
  • the second switching position of the switching valve 1 according to the invention is shown.
  • the charge air in the charge air line 4 ( Figure 1) has in this situation shown a slightly higher temperature, for example about 5 ° C. Therefore, the actuator 6 protrudes at least partially from the actuator 5 and presses into engagement with the second valve member 15 of this against the first valve element 14.
  • the actuator 6 overcomes the spring force of the second spring 7.
  • the first valve element 14 comes into abutment with the second
  • Valve element 15 To seal this system, the sealing ring 18 is provided between the first valve element 14 and the second valve element 15.
  • Ventilation path is blocked in this second switching position of the switching valve 1 shown in Figure 3 and there is no exchange of air instead.
  • FIG. 4 shows the third switching position of the switching valve 1 according to the invention.
  • the third switching position occurs at even higher temperatures of the charge air in the charge air line 4 ( Figure 1), for example, at a temperature of about 7 ° C.
  • the actuator 6 has emerged somewhat further from the situation of Figure 3, so that the actuator 6 now against the spring force of the first spring 16, the second valve element 15 and the first
  • Valve element 14 moves together.
  • the second valve element 15 continues to close the first valve element 14.
  • the flow path of the extracted air is indicated by the arrow 23 in FIG.
  • Figure 5 shows how the figure 4 in principle, the third switching position of the invention
  • the actuator 6 retracts back into the actuator 5, the two valve elements 14 and 15 are initially pushed back together again in the second switching position shown in Figure 3, in the blocked all flow paths due to the stronger acting spring force of the first springs 16 are.
  • the second valve element 15 is pushed away from the first valve element 14 due to the now acting spring force of the second spring 17, so that the first switching position shown in FIG is reached, in which the area of the changeover flap of the intercooler is vented and reliable switching back the changeover can take place.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Schaltventil für einen Ladeluftkreislauf einer Brennkraftmaschine, der eine Umschaltklappe aufweist, mit - einem Ventilgehäuse (2), das eine mit einer ersten Druckquelle verbindbare erste Drucköffnung (9), eine mit einer zweiten Druckquelle verbindbare zweite Drucköffnung (10) und eine mit der Umschaltklappe verbindbare Schaltöffnung (7) aufweist; - einem ersten Ventilelement (14) und einem zweiten Ventilelement (15), die beide in dem Ventilgehäuse (2) angeordnet und sowohl relativ zu diesem als auch relativ zueinander verschieblich sind; und - einem Stellelement (5), das eingerichtet ist, in einer ersten Schaltstellung der beiden Ventilelemente (14, 15) die Schaltöffnung (7) mit der zweiten Drucköffnung (10) zu verbinden und bezüglich der ersten Drucköffnung (9) zu verschließen, in einer zweiten Schaltstellung die Schaltöffnung (7) bezüglich sowohl der ersten Drucköffnung (9) als auch der zweiten Drucköffnung (10) zu verschließen, und in einer dritten Schaltstellung die Schaltöffnung (7) mit der ersten Drucköffnung (9) zu verbinden und bezüglich der zweiten Drucköffnung (10) zu verschließen.

Description

Beschreibung
Schaltventil für einen Ladeluftkreislauf
Die Erfindung betrifft ein Schaltventil für einen Ladeluftkreislauf einer Brennkraftmaschine, der eine Umschaltklappe aufweist.
Es ist bei turboaufgeladenen Brennkraftmaschinen bereits bekannt, Ladeluftkühler zu verwenden, um die Ladeluft zu kühlen, bevor sie in die Brennräume eingeleitet wird. Je nach Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ist es dabei oftmals erwünscht, den
Ladeluftkühler nicht mit dem gesamten Volumenstrom der Ladeluft zu beaufschlagen, sondern die Kühlleistung des Ladeluftkühlers zu reduzieren.
Aus der DE 10 2008 009 152 A1 ist ein derartiger Ladeluftkühler zur Reduzierung der
Kühlleistung bekannt, bei der zumindest zwei jeweils eine Teilfläche der Wärmetauscherfläche bildende Bereiche vorgesehen sind. Die Ladeluft ist mittels eines Strömungsleitelementes beziehungsweise einer Umschaltklappe bedarfsweise einem Bereich und/oder mehreren Bereichen zuführbar. Die Umschaltklappe ist dabei in einem Sammelkasten des Ladeluftkühlers integriert.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltventil für die . Betätigung einer Umschaltklappe eines Ladeluftkühlers anzugeben, das in einfacher und zuverlässiger weise eine bedarfsgerechte Schaltung der Umschaltklappe realisiert.
Diese Aufgabe wird durch ein Schaltventil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Bei einem Schaltventil der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß Folgendes
vorgesehen: ein Ventilgehäuse, das eine mit einer ersten Druckquelle verbindbare erste Drucköffnung, eine mit einer zweiten Druckquelle verbindbare zweite Drucköffnung und eine mit der Umschaltklappe verbindbare Schaltöffnung aufweist; ein erstes Ventilelement und ein zweites Ventilelement, die beide in dem Ventilgehäuse angeordnet und sowohl relativ zu diesem als auch relativ zueinander verschieblich sind; und ein Stellelement, das eingerichtet ist, in einer ersten Schaltstellung der beiden Ventilelemente die Schaltöffnung mit der zweiten Drucköffnung zu verbinden und bezüglich der ersten Drucköffnung zu verschließen, in einer zweiten Schaltstellung die Schaltöffnung bezüglich sowohl der ersten Drucköffnung als auch der zweiten Drucköffnung zu verschließen, und in einer dritten Schaltstellung die Schaltöffnung mit der ersten Drucköffnung zu verbinden und bezüglich der zweiten Drucköffnung zu verschließen.
Für das erfindungsgemäße Schaltventil zum Betätigen der Umschaltklappe eines
Ladeluftkühlers sind somit lediglich auf zwei unterschiedlichen Druckniveaus befindliche Druckquellen erforderlich, so dass das Schaltventil rein pneumatisch-mechanisch und vollkommen unabhängig von elektronischen Signalen eines Motorsteuergerätes der
Brennkraftmaschine funktioniert. Somit steht mit dem erfindungsgemäßen Schaltventil auch eine nachrüstbare Lösung für einen bedarfsgerechten Betrieb eines Ladeluftkühlers zur Verfügung.
Erfindungsgemäß ist eine erste Feder zwischen dem Ventilgehäuse und dem ersten
Ventilelement vorgesehen, die das erste Ventilelement gegen eine an dem Ventilgehäuse vorgesehenen Anlagefläche drückt, so dass die erste Drucköffnung verschlossen ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die erste Drucköffnung nur mit einer Arbeit gegen die Federkraft geöffnet wird.
Bevorzugt weist das erste Ventilelement eine in im Wesentlichen hohlzylindrische Form auf und das zweite Ventilelement ragt zumindest teilweise in das erste Ventilelement hinein, um eine Öffnung des Hohlzylinders verschließen zu können.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist eine zweite Feder zwischen dem ersten Ventilelement und dem zweiten Ventilelement vorgesehen, die das zweite Ventilelement von dem ersten
Ventilelement fortdrückt, und das zweite Ventilelement gegen die Federkraft der zweiten Feder das erste Ventilelement verschließt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Öffnung des Hohlzylinders nur mit einer Arbeit gegen die Federkraft der zweiten Feder versperrt wird.
Um auch bei tieferen Temperaturen einer Fahrzeugumgebung eine Kondensatbildung in dem Ladeluftkühler zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Stellelement temperaturabhängig zwischen den einzelnen Schaltstellungen der beiden Ventilelemente wechselt. Ein einfacher und zuverlässiger Aufbau des erfindungsgemäßen Schaltventils wird durch die Verwendung eines Wachs-Dehn-Elementes als Stellelement realisiert. Alternativ kann ein Bi- Metall-Element verwendet werden.
Erfindungsgemäß verschiebt das Stellelement durch seine veränderliche Ausdehnung das zweite Ventilelement und/oder das erste Ventilelement. Auf diese Weise wird eine zuverlässige und rein pneumatisch-mechanische Betätigung der Umschaltklappe ohne elektronisches Signal ermöglicht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert, in denen:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Schaltventil zeigt, das an einer Ladeluftleitung angeordnet ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Teildarstellung des Schaltventils aus Fig. 1 in einer ersten
Schaltstellung zeigt;
Fig. 3 eine vergrößerte Teildarstellung des Schaltventils aus Fig. 1 in einer zweiten
Schaltstellung zeigt;
Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung des Schaltventils aus Fig. 1 in einer dritten
Schaltstellung zeigt; und
Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung des Schaltventils aus Fig. 1 zwar in der dritten
Schaltstellung aber mit zur Darstellung der Figur 4 variierter Ventilstellung zeigt.
Figur 1 zeigt in einer Querschnittsdarstellung ein erfindungsgemäßes Schaltventil 1 mit einem Ventilgehäuse 2. Das Ventilgehäuse 2 ist mittels einer Flanschverbindung 3 an einer
Ladeluftleitung 4, beispielsweise dem Ladeluft- Rücklaufschlauch, angeordnet. Im Bereich der Flanschverbindung 3 ist ein Stellelement 5 vorgesehen, das mit seinem Endbereich 5a in die Ladeluftleitung 4 hineinragt. Der dem Endabschnitt 5a gegenüberliegende Endabschnitt 5b des Stellelementes 5 ragt zumindest teilweise in das Ventilgehäuse 2 hinein. Bevorzugt ist das Stellelement 5 ein Wachs-Dehn-Element mit einem temperaturabhängig aus dem Stellelement 5 hervorragenden Stellglied 6, welches in seiner Längenausdehnung veränderlich in das Innere des Ventilgehäuses 2 hineinragt. Das Stellelement 5 ist zwischen einem Flansch 3a der
Ladeluftleitung 4 und einem Flansch 3b des Ventilgehäuses 2 durch geeignete Anlageflächen stabil gehaltert.
Das Ventilgehäuse 2 weist eine Schaltöffnung 7 auf, an der sich ein Schaltanschluss 8 an der Außenseite des Ventilgehäuses 2 anschließt. Der Schaltanschluss 8 kann über eine geeignete, nicht dargestellte Druckleitung mit einer Umschaltklappe im Ladeluftkühler (nicht dargestellt) verbunden werden. Das Ventilgehäuse 2 weist ferner eine erste Drucköffnung 9 und eine zweite Drucköffnung 10 auf, an denen sich jeweils Druckanschlüsse 11 bzw. 12 an der Außenseite des Ventilgehäuses 2 anschließen. Hierbei kann beispielsweise die erste Drucköffnung 9 über den ersten Druckanschluss 11 über eine entsprechende Druckleitung mit einer Unterdruck- bzw. Vakuumpumpe der Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) verbunden werden. Die zweite Drucköffnung 10 ist beispielsweise über den zweiten Druckanschluss 12 und eine
entsprechende Druckleitung mit der Umgebung verbunden, sodass die zweite Drucköffnung zur Belüftung des erfindungsgemäßen Schaltventils 1 dient. ,
Das Ventilgehäuse 2 ist an der der Ladeluftleitung 4 gegenüberliegenden Seite mit einem geeigneten Gehäusedeckel 13 abgedichtet verschlossen. In dem Innenvolumen des
Ventilgehäuses 2 befinden sich ein erstes Ventilelement 14 und ein zweites Ventilelement 15, die sowohl relativ zu dem Ventilgehäuse 2 als auch relativ zueinander verschoben werden können. Das erste Ventilelement 14 weist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form auf. Eine Öffnung des Hohlzylinders ist durch das zweite Ventilelement 15 verschließbar, das zumindest teilweise in das erste Ventilelement 14 hineinragt.
Das Schaltventil 1 weist ferner eine erste Feder 16 auf, die sich zwischen dem Gehäusedeckel 13 und dem ersten Ventilelement 14 abstützt. Weiterhin ist eine zweite Feder 17 vorgesehen, die sich an einer Innenwandung des ersten Ventilelementes 14 und an dem zweiten
Ventilelement 15 abstützt. Die beiden Federn 16 bzw. 17 sind bei dem dargestellten Schaltventil 1 als Spiralfedern ausgebildet. Schließlich sind bei dem Schaltventil 1 mehrere Dichtringe 18, beispielsweise O-Ringe vorgesehen, die das Schaltventil luftdicht abdichten.
Die Funktionsweise des Schaltventils 1 aus Figur 1 wird nachfolgend in Bezug auf die Figuren 2 bis 5 ausführlicher erläutert, in denen für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Figur 2 gibt die erste Schaltstellung des Schaltventils 1 wieder und entspricht einer Situation, bei der beispielsweise die Temperatur von Ladeluft in der Ladeluftleitung 4 (Figur 1) etwa 2°C beträgt. Das Stellglied 6 des Stellelementes 5 ist bei dieser Temperatur weitgehend
zurückgezogen. Die erste Feder 16 drückt das erste Ventilelement 14 gegen eine Anlagefläche 19 des Ventilgehäuses 2. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Anlagefläche 19 zur Außenwand des Ventilgehäuses 2 geneigt. Eine ebenfalls geneigte Fläche ist an dem ersten Ventilelementes 14 ausgebildet, die mit der Anlagefläche 19 in Kontakt kommt. Das erste Ventilelement 14 befindet sich in dieser Schaltstellung vor der ersten Drucköffnung 9 und verschließt diese. Zur Abdichtung sind zwei Dichtringe 18 zwischen dem ersten Ventilelement 14 und dem Ventilgehäuse 2 vorgesehen.
Ferner drückt die zweite Feder 17 das zweite Ventilelement 15 von dem ersten Ventilelement 14 fort und gegen einen Anschlag 20 des Ventilgehäuses 2. Der Anschlag 20 zeigt im bereich des Flansches 3b radial nach innen. Aus dieser Darstellung der Figur 2 ist ersichtlich, dass für einen ordnungsgemäßen Betrieb des Schaltventils 1 die Federkraft der ersten Feder 16 größer als die Federkraft der zweiten Feder 17 sein sollte. Durch das Fortdrücken des zweiten
Ventilelementes 15 von dem ersten Ventilelement 14 ist zwischen diesen beiden ein
Strömungsweg eröffnet, sodass Umgebungsluft sich über die erste Drucköffnung 10 in den Innenraum des Ventilgehäuses 2 und durch eine Durchtrittsöffnung 21 im ersten Ventilelement 14 zwischen dem ersten Ventilelement 14 und dem zweiten Ventilelement 15 hindurch zur Schaltöffnung 7 austauschen kann. Somit wird die Umschaltklappe des Ladeluftkühlers (nicht dargestellt) mit der Umgebungsluft belüftet. Dieser Belüftungsweg der ersten Schaltstellung ist in der Figur 2 durch einen Doppelpfeil 22 angedeutet.
In der Figur 3 wird die zweite Schaltstellung des erfindungsgemäßen Schaltventils 1 dargestellt. Die Ladeluft in der Ladeluftleitung 4 (Figur 1) weist in dieser gezeigten Situation eine etwas höhere Temperatur, beispielsweise etwa 5°C auf. Das Stellglied 6 ragt deshalb zumindest teilweise aus dem Stellelement 5 hervor und drückt in Eingriff mit dem zweiten Ventilelement 15 dieses gegen das erste Ventilelement 14. Hierbei überwindet das Stellglied 6 die Federkraft der zweiten Feder 7. Das erste Ventilelement 14 kommt hierbei in Anlage an das zweite
Ventilelement 15. Zur Abdichtung dieser Anlage ist der Dichtring 18 zwischen dem ersten Ventilelement 14 und dem zweiten Ventilelement 15 vorgesehen.
Da die Federkraft der zweiten Feder 17 etwas kleiner als die Federkraft der ersten Feder 16 ist, kann das zweite Ventilelement 15 gegen das erste Ventilelement 14 verschoben werden, ohne dass gleichzeitig das erste Ventilelement 14 verschoben wird. In dieser Schaltstellung ist die Schaltöffnung 7 sowohl bezüglich der ersten Drucköffnung 9 als auch bezüglich der zweiten Drucköffnung 10 verschlossen. Der durch den Pfeil 22 in der Figur 2 angedeutete
Belüftungsweg ist in dieser in Figur 3 gezeigten zweiten Schaltstellung des Schaltventils 1 versperrt und es findet kein Luftaustausch statt.
In Figur 4 ist die dritte Schaltstellung des erfindungsgemäßen Schaltventils 1 dargestellt. Die dritte Schaltstellung tritt bei noch höheren Temperaturen der Ladeluft in der Ladeluftleitung 4 (Figur 1 ) ein, beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 7°C. Das Stellglied 6 ist gegenüber der Situation aus der Figur 3 noch etwas weiter hervorgetreten, sodass das Stellglied 6 nun gegen die Federkraft der ersten Feder 16 das zweite Ventilelement 15 und das erste
Ventilelement 14 zusammen verschiebt. Das zweite Ventilelement 15 verschließt dabei weiterhin das erste Ventilelement 14.
Die erste Drucköffnung 9, die beispielsweise mit der Vakuumpumpe (nicht dargestellt) verbunden ist, wird folglich freigegeben, wodurch Luft aus dem Bereich der Umschaltklappe des Ladeluftkühlers mit einem im Wesentlichen den Umgebungsdruck entsprechenden Druckniveau über die Schaltöffnung 7 an dem ersten Ventil.14 vorbei von der Vakuumpumpe abgesaugt wird. Der Strömungspfad der abgesaugten Luft ist in der Figur 4 durch den Pfeil 23 angedeutet.
Somit liegt nun an der Umschaltklappe in dem Ladeluftkühler ein Unterdruck der Vakuumpumpe an und die Umschaltklappe wird betätigt. Bei einer nur geringen Verschiebung der beiden Ventilelemente 14 und 15 kann der schmale Spalt als Drossel dienen, der sich zwischen der Anlagefläche 19 des Ventilgehäuses 2 und dem ersten Ventilelement 14 herausbildet.
Figur 5 zeigt wie die Figur 4 prinzipiell die dritte Schaltstellung des erfindungsgemäßen
Schaltventils 1 , allerdings bei noch höheren Temperaturen. Deshalb ragt das Stellglied 6 noch weiter von dem Stellelement 5 hervor. In dieser gezeigten Situation ist der Strömungspfad 23 zwischen der Umschaltklappe und der Vakuumpumpe ungedrosselt freigegeben.
Wenn aufgrund eines Temperaturabfalls der Ladeluft das Stellglied 6 sich wieder in das Stellelement 5 zurückzieht, werden aufgrund der stärker wirkenden Federkraft der ersten Federn 16 die beiden Ventilelemente 14 und 15 zunächst zusammen wieder in die zweite Schaltstellung gemäß Figur 3 zurückgeschoben, in der alle Strömungspfade versperrt sind. Bei einem weiteren Zurückziehen des Stellgliedes 6 bei tieferen Temperaturen der Ladeluft wird aufgrund der nun wirkenden Federkraft der zweiten Feder 17 das zweite Ventilelement 15 von dem ersten Ventilelement 14 fortgedrückt, sodass die erste Schaltstellung gemäß Figur 2 erreicht wird, in der der Bereich der Umschaltklappe des Ladeluftkühlers belüftet wird und zuverlässiges Zurückschalten der Umschaltklappe stattfinden kann.
Bezugszeichenliste
Schaltventil
Ventilgehäuse
Flanschverbindung
a, 3b Flansche
Ladeluftleitung
Stellelement
a, 5b Endabschnitte Stellglied
Schaltöffnung
Schaltanschluss
erste Drucköffnung
0 zweite Drucköffnung 1 erster Druckanschluss
2 zweiter Druckanschluss
3 Gehäusedeckel
4 erstes Ventilelement
5 zweites Ventilelement 6 erste Feder
7 zweite Feder
8 Dichtringe
9 Anlagefläche
0 Anschlag
1 Durchtrittsöffnung

Claims

Patentansprüche
1. Schaltventil für einen Ladeluftkreislauf einer Brennkraftmaschine, der eine
Umschaltklappe aufweist, mit:
- einem Ventilgehäuse (2), das eine mit einer ersten Druckquelle verbindbare erste Drucköffnung (9), eine mit einer zweiten Druckquelle verbindbare zweite Drucköffnung (10) und eine mit der Umschaltklappe verbindbare Schaltöffnung (7) aufweist;
- einem ersten Ventilelement (14) und einem zweiten Ventilelement (15), die beide in dem Ventilgehäuse (2) angeordnet und sowohl relativ zu diesem als auch relativ zueinander verschieblich sind; und
- einem Stellelement (5), das eingerichtet ist, in einer ersten Schaltstellung der beiden Ventilelemente (14, 15) die Schaltöffnung (7) mit der zweiten Drucköffnung (10) zu verbinden und bezüglich der ersten Drucköffnung (9) zu verschließen, in einer zweiten Schaltstellung die Schaltöffnung (7) bezüglich sowohl der ersten Drucköffnung (9) als auch der zweiten Drucköffnung (10) zu verschließen, und in einer dritten Schaltstellung die Schaltöffnung (7) mit der ersten Drucköffnung (9) zu verbinden und bezüglich der zweiten Drucköffnung (10) zu verschließen.
2. Schaltventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Feder (16) zwischen dem Ventilgehäuse (2) und dem ersten Ventilelement (14) vorgesehen ist, die das erste Ventilelement (14) gegen eine an dem Ventilgehäuse (2) vorgesehene Anlagefläche (19) drückt, sodass die erste Drucköffnung (9)verschlossen ist.
3. Schaltventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste
Ventilelement (14) eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form aufweist und das zweite Ventilelement (15) zumindest teilweise in das erste Ventilelement (14) hineinragt.
4. Schaltventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Feder (17) zwischen dem ersten Ventilelement (14) und dem zweiten Ventilelement (15) vorgesehen ist, die das zweite Ventilelement (15) von dem ersten Ventilelement (14) fortdrückt, und das zweite Ventilelement (15) gegen die Federkraft der zweiten Feder (17) das erste Ventilelement (14) verschließt.
Schaltventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (5) temperaturabhängig zwischen den Schaltstellungen der beiden Ventilelemente (14, 15) wechselt.
Schaltventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (5) ein Wachs-Dehn-Element ist.
Schaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement ein Bi-Metall-Element ist.
Schaltventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (5) durch seine veränderliche Ausdehnung das zweite Ventilelement (15) und/oder das erste Ventilelement (14) verschiebt.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004046516A1 (de) * 2002-11-16 2004-06-03 Daimlerchrysler Ag Thermostatventil für ein kühlsystem einer brennkraftmaschine
DE10350521A1 (de) * 2003-10-29 2005-06-02 Audi Ag Vorrichtung zur Abgasrückführung an Verbrennungskraftmaschinen
WO2009071972A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
DE102008009152A1 (de) 2008-02-14 2009-08-20 Volkswagen Ag Ladeluftkühler und Arbeitsverfahren eines solchen Ladeluftkühlers

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6015034Y2 (ja) * 1979-12-17 1985-05-13 アイシン精機株式会社 温度感知弁装置
DE8912196U1 (de) * 1989-10-13 1989-11-23 Gustav Wahler Gmbh U. Co, 7300 Esslingen, De
DE102007029036B4 (de) * 2007-06-23 2019-07-18 Volkswagen Ag Ladeluftkühler für eine Brennkraftmaschine
DE102008008697A1 (de) * 2008-02-11 2009-08-27 Behr Gmbh & Co. Kg Aktuator für eine Bypass-Regeleinrichtung eines Bypasses bei einem Wärmetauscher, Wärmetauscher oder Baueinheit mit einem oder mehreren Wärmetauschern, Bypasssystem, Fahrzeugdiagnosesystem, Abgasrückführsystem, Ladeluftzuführsystem und Verwendung des Wärmetauschers oder der Baueinheit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004046516A1 (de) * 2002-11-16 2004-06-03 Daimlerchrysler Ag Thermostatventil für ein kühlsystem einer brennkraftmaschine
DE10350521A1 (de) * 2003-10-29 2005-06-02 Audi Ag Vorrichtung zur Abgasrückführung an Verbrennungskraftmaschinen
WO2009071972A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
DE102008009152A1 (de) 2008-02-14 2009-08-20 Volkswagen Ag Ladeluftkühler und Arbeitsverfahren eines solchen Ladeluftkühlers

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