WO2018114616A1 - Ventil - Google Patents

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Rosario Bonanno
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Continental Automotive Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K39/00—Devices for relieving the pressure on the sealing faces
    • F16K39/02—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves
    • F16K39/024—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves using an auxiliary valve on the main valve

Definitions

  • Valve object of the invention is a valve having a housing, a solenoid disposed in the housing, a movable pin of the solenoid and a piston connected to the pin, wherein a second housing part is provided, which bears against the housing and partially receives the piston.
  • valves are used, inter alia, as a diverter valve on the turbocharger in motor vehicles to release a bypass to the suction side in overrun and are thus known.
  • the valve seat is formed by the housing of the turbocharger to which the valve is flanged.
  • the axially displaceable piston must be sealed against the housing.
  • the existing plastic second housing part is connected by means of a latching connection with the first housing part.
  • the existing reasons of weight plastic second housing part has a reaching from ⁇ strength and production reasons, a certain structure and wall thickness have. This has the consequence that a corresponding space must be provided.
  • Such valves are therefore only conditionally adaptable to different installation spaces.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a valve which allows its use in different installation locations of its construction.
  • the problem is solved by the fact that the second housing part consists of metal. ⁇
  • the formation of the second housing part made of metal has the advantage that it can be formed with respect to a plastic part with a significantly reduced wall thickness due to the higher strength of plastic.
  • the smaller wall thickness allows a smaller one for the same piston diameter
  • Diameter of the second housing part Diameter of the second housing part.
  • the valve can thus be mounted in smaller openings.
  • the seal can be made smaller in diameter, resulting in an improved seal.
  • a metallic second housing part allows connection to the housing via a latching connection or other connections.
  • a good resistance to various fürströ ⁇ Menden media and media mixtures thereof, preferably the exhaust gas of an internal combustion engine is achieved in an advantageous embodiment by the fact that the metal is a stainless steel, preferably a chrome-nickel steel.
  • the second housing part can be manufactured according to a further exemplary front part ⁇ embodiment particularly cost-effective as a deep-drawn part ⁇ .
  • the shape of the housing part can be achieved in just one step without further processing.
  • a wall thickness of 0.3 mm to 3 mm, preferably 0.5 mm to 1 mm of the second housing part is sufficient to provide sufficient strength and thus safe operation of the To ensure valve.
  • the second housing part on one of its side facing the housing on a radially outwardly projecting edge.
  • the edge can be used to create a defined stop surface for placement on the housing. The edge is particularly easy to do that and thus produce cost-effective in the shaping of the second Ge ⁇ housing part by deep drawing.
  • the radially outwardly projecting edge can be used to connect the second housing part with the housing.
  • the edge can be placed on the one hand on the housing.
  • the edge and thus the second housing part between the housing and the other component can be clamped and fixed in position.
  • the radially outwardly projecting edge can be clipped into correspondingly formed latching hooks on the housing so as to achieve a reliable seat on the housing via such a latching connection.
  • the second housing part is pressed with the housing.
  • the second housing part is pressed with a cast-in in the housing return element of the solenoid.
  • the advantage of this embodiment is that return elements made of metal and thus have a much higher process stability during compression, as in a pressing of the second housing part with a plastic part.
  • the return ⁇ closing element is already present in the valve component, whereby no additional component for pressing with the second housing part is needed.
  • the return element has a directed toward the piston cylindrical portion to which the second housing part is pressed.
  • the return element has a Ein ⁇ guideway for the second housing part.
  • the radially outwardly projecting edge of the second housing part can be used as a point of application for a pressing tool. Further, this edge can be used for pressing as a stop on the housing, so as to ensure a proper execution of the press connection. This means that a reliable connection of the second housing part with the housing is achieved when the second housing part is pressed on so far that the edge rests against the housing.
  • the second housing part has on its side facing away from the housing a radially inwardly directed collar.
  • the advantage is that the collar can be used as a receptacle of a seal.
  • a further embodiment is to clamp the seal on the collar.
  • Particularly advantageous is the use of the return element of the solenoid, since in this way no additional component is needed.
  • Another advantage is that the fixing of the seal can be done in one step with the pressing. Possible process-related tolerances during pressing influence this Clamping the seal not, because due to the elasticity of the seal such tolerances are compensated.
  • the seal arranged in the housing is connected to the second housing part in order to seal the valve against the line.
  • This configuration allows the gasket to be preassembled with the second housing part, which facilitates final assembly of the valve.
  • the seal has radially inwardly a slot in which engages the radially outwardly directed edge of the second housing part.
  • Fig. 1 is a sectional view of a valve according to the prior art and Fig. 2 is a sectional view of an inventive
  • Figure 1 shows the valve comprising a housing 1 with integrally molded socket 2 for electrically connecting the valve.
  • the housing 1 further has an integrally formed flange 3 and three bores 3a, via which the housing 1 is flanged to a turbocharger, not shown, in the region of the bypass line 4.
  • a second housing part 13 made of plastic connects to the flange 3.
  • the second housing part 13 is connected by means of a latching connection 14 with the housing 1.
  • a solenoid 5 with a coil 6 and a metal pin 7 is arranged in the housing 1, a solenoid 5 with a coil 6 and a metal pin 7 is arranged.
  • the metal pin 7 is connected to a pot-shaped piston 8, which has an axially projecting annular sealing surface 10 at the periphery of its bottom 9.
  • the sealing surface 10 rests on the valve seat 11 to close the bypass line 4, so that no medium from the line 4 in the line 12 can flow.
  • a spring 7 a presses the piston 8 in the direction of the valve
  • the valve in Figure 2 has substantially the same structure as the valve in Fig. 1.
  • the consisting of a chromium-nickel steel second housing part 13 has a wall thickness of 0.5 mm and is a deep-drawn part.
  • the second housing part 13 has a radially outwardly directed edge 15.
  • Concentric with the edge 15, an O-ring acting as a seal 16 is arranged in the housing 1 in the housing 1.
  • the solenoid 7 has a return element 17, which is encapsulated by the plastic of the housing 1. In its axial extent, the return element 17 has a directed toward the piston cylindrical portion 18 which has at its end acting as a chamfer chamfer 19.
  • the second housing part 13 is pressed onto the cylindrical portion 18 so far that the edge 16 rests against the housing 1.
  • the second housing part 13 has at its end remote from the housing 1 a radially inwardly directed collar 20, on which a seal 21 rests against the piston 8 for sealing.
  • the axial extent of the second housing part 13 is chosen so that the seal 21 is clamped between collar 2 and section 18 and thus fixed in position.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil mit einem Gehäuse 1, einem in dem Gehäuse 1 angeordneten Solenoid 5, einem von dem Solenoid bewegbaren Stift 7, einem mit dem Stift 7 verbundenen Kolben 8, wobei ein aus Metall bestehendes, zweites Gehäuseteil 13, welches an dem Gehäuse 1 anliegt und den Kolben 8 teilweise aufnimmt, vorgesehen ist.

Description

Beschreibung
Ventil Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Solenoid, einem von dem Solenoid bewegbaren Stift und einem mit dem Stift verbundenen Kolben, wobei ein zweites Gehäuseteil vorgesehen ist, welches an dem Gehäuse anliegt und den Kolben teilweise aufnimmt.
Solche Ventile werden unter anderem als Schubumluftventil am Turbolader in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um im Schubbetrieb einen Bypass zur Saugseite freizugeben und sind somit bekannt. Um ein zu starkes Abbremsen des Turboladers zu verhindern aber auch ein schnelles Anfahren zu gewährleisten, ist ein schnelles Öffnen und Schließen des Ventils eine wesentliche Voraussetzung. Der Ventilsitz wird vom Gehäuse des Turboladers gebildet, an dem das Ventil angeflanscht wird. Darüber hinaus muss der axial verschiebliche Kolben gegen das Gehäuse abgedichtet sein. Hierzu ist es bekannt, in dem zweiten Gehäuseteil eine Dichtung an¬ zuordnen, die jeweils am zweiten Gehäuseteil und an der Mantelfläche des Kolbens anliegt. Das aus Kunststoff bestehende zweite Gehäuseteil ist mittels einer Rastverbindung mit dem ersten Gehäuseteil verbunden. Das aus Gewichtsgründen aus Kunststoff bestehende zweite Gehäuseteil muss für eine aus¬ reichende Festigkeit sowie herstellungsbedingt eine gewisse Struktur und Wandstärke aufweisen. Das hat zur Folge, dass ein entsprechender Bauraum vorgesehen werden muss . Derartige Ventile sind daher nur bedingt an verschiedene Einbauräume anpassbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, welches von seinem Aufbau den Einsatz in unterschiedlichen Einbauorten ermöglicht. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass das zweite Gehäuseteil aus Metall besteht. ^
Die Ausbildung des zweiten Gehäuseteils aus Metall, hat den Vorteil, dass es gegenüber einem Kunststoffteil mit einer deutlich reduzierten Wandstärke aufgrund der höheren Festigkeit von Kunststoff ausgebildet werden kann. Die geringere Wandstärke ermöglicht bei gleichem Kolbendurchmesser einen kleineren
Durchmesser des zweiten Gehäuseteils. Das Ventil ist damit in kleinere Öffnungen montierbar. Ebenso lässt sich die Dichtung im Durchmesser kleiner ausbilden, was zu einer verbesserten Abdichtung führt. Mit der Ausbildung des zweiten Gehäuseteils aus Metall wird zudem eine höhere Temperaturbeständigkeit erreicht, was ebenfalls den Einsatz unter bislang nicht möglichen
Einsatzbedingungen erlaubt. Des Weiteren erlaubt ein metallisches zweites Gehäuseteil ein Verbinden mit dem Gehäuse über eine Rastverbindung oder andere Verbindungen.
Eine gute Beständigkeit gegenüber verschiedensten durchströ¬ menden Medien und Mediengemischen, vorzugsweise Abgas eines Verbrennungsmotors, wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht, dass das Metall ein Edelstahl, vorzugsweise ein Chrom-Nickel-Stahl ist.
Das zweite Gehäuseteil lässt sich gemäß einer weiteren vor¬ teilhaften Ausgestaltung besonders kostengünstig als Tief¬ ziehteil herstellen. Die Formgebung des Gehäuseteils lässt sich in nur einem Arbeitsschritt ohne weitere Bearbeitungen erzielen.
Es hat sich gezeigt, dass für den Einsatz des Ventils in einem Kraftfahrzeug eine Wandstärke von 0,3 mm bis 3 mm, vorzugsweise von 0,5 mm bis 1 mm des zweiten Gehäuseteils ausreichend ist, um eine ausreichende Festigkeit und damit einen sicheren Betrieb des Ventils zu gewährleisten.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Gehäuseteil ein seiner dem Gehäuse zugewandten Seite eine nach radial außen abstehende Kante auf. Mit der Kante lässt sich im Bedarfsfall eine definierte Anschlagsfläche zum Aufsetzen am Gehäuse erzeugen. Die Kante lässt sich zu dem besonders einfach und somit kostengünstig bei der Formgebung des zweiten Ge¬ häuseteils mittels Tiefziehen erzeugen.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung lässt sich die nach radial außen abstehende Kante nutzen, um das zweite Gehäuseteil mit dem Gehäuse zu verbinden.
Hierzu kann die Kante einerseits auf das Gehäuse aufgesetzt werden. Mittels eines weiteren, mit dem Gehäuse zu verbindenden Bauteil lässt sich die Kante und damit das zweite Gehäuseteil zwischen Gehäuse und dem weiteren Bauteil klemmen und so in seiner Position fixieren.
Andererseits kann die radial nach außen abstehende Kante in entsprechend ausgebildete Rasthaken am Gehäuse eingeklipst werden, um so über eine derartige Rastverbindung einen zuverlässigen Sitz am Gehäuse zu erzielen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Gehäuseteil mit dem Gehäuse verpresst. Der Vorteil besteht darin, dass keine zusätzlichen Befestigungselemente notwendig sind. Des Weiteren lässt sich das Gehäuse durch den Wegfall von Rastelemente wesentlich einfacher gestalten, was eine deutliche Kostenreduzierung bei der Herstellung zur Folge hat.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Gehäuseteil mit einem in dem Gehäuse eingegossenen Rückschlusselement des Solenoids verpresst. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass Rückschlusselemente aus Metall bestehen und dadurch eine deutlich höhere Prozessstabilität beim Verpressen aufweisen, als bei einem Verpressen des zweiten Gehäuseteils mit einem Kunststoffteil . Zudem ist das Rück¬ schlusselement ein bereits im Ventil vorhandenes Bauteil, wodurch kein zusätzliches Bauteil für das Verpressen mit dem zweiten Gehäuseteil benötigt wird. „
Für eine besonders einfache Montage und ein hohe Zuverlässigkeit der Pressverbindung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Rückschlusselement einen in Richtung Kolben gerichteten zylindrischen Abschnitt aufweist, auf den das zweite Gehäuseteil aufgepresst wird.
Für ein besonders prozesssicheres Aufpressen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Rückschlusselement eine Ein¬ führschräge für das zweite Gehäuseteil besitzt.
In einem mit der Erfindung auszuführenden Verfahren kann die radial nach außen abstehende Kante des zweiten Gehäuseteils als Angriffspunkt für ein Presswerkzeug verwendet werden. Weiter kann diese Kante für das Verpressen als Anschlag am Gehäuse dienen, um so eine ordnungsgemäße Ausführung der Pressverbindung zu gewährleisten. Das bedeutet, eine zuverlässige Verbindung des zweiten Gehäuseteils mit dem Gehäuse ist erreicht, wenn das zweite Gehäuseteil soweit aufgepresst wird, dass die Kante am Gehäuse anliegt.
Für eine prozesssichere Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Gehäuse hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das zweite Gehäuseteil auf seiner dem Gehäuse abgewandten Seite einen nach radial innen gerichteten Kragen besitzt . Der Vorteil besteht darin, dass der Kragen als Aufnahme einer Dichtung genutzt werden kann .
Um eine dauerhafte Fixierung der Dichtung am zweiten Gehäuseteil zu gewährleisten, besteht eine weitere Ausgestaltung darin, die Dichtung am Kragen zu klemmen. Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung des Rückschlusselements des Solenoids, da auf diese Weise kein zusätzliches Bauteil benötigt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Fixieren der Dichtung in einem Arbeitsschritt mit dem Aufpressen erfolgen kann. Mögliche prozessbedingte Toleranzen beim Aufpressen beeinflussen das Klemmen der Dichtung nicht, da aufgrund der Elastizität der Dichtung solche Toleranzen ausgeglichen werden.
Zur weiteren Vereinfachung des erfindungsgemäßen Ventils trägt es bei, wenn die im Gehäuse angeordnete Dichtung zur Abdichtung des Ventils gegen die Leitung mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden ist . Diese Ausgestaltung erlaubt, dass die Dichtung mit dem zweiten Gehäuseteil vormontiert wird, was die Endmontage des Ventils erleichtert. In besonders einfacher und kostengünstiger Weise besitzt die Dichtung radial innen liegend einen Schlitz, in den die radial nach außen gerichtete Kante des zweiten Gehäuseteils eingreift.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher be- schrieben. Es zeigt in
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Ventils nach dem Stand der Technik und Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen
Ventils .
Figur 1 zeigt das Ventil, umfassend ein Gehäuse 1 mit einteilig angeformter Buchse 2 zum elektrischen Verbinden des Ventils. Das Gehäuse 1 besitzt weiter einen angeformten Flansch 3 und drei Bohrungen 3a, über die das Gehäuse 1 an einem nicht dargestellten Turbolader im Bereich der Bypassleitung 4 angeflanscht ist. In der gezeigten Einbaulage schließt sich an den Flansch 3 ein zweites Gehäuseteil 13 aus Kunststoff an. Das zweite Gehäuseteil 13 ist mittels einer Rastverbindung 14 mit dem Gehäuse 1 verbunden. In dem Gehäuse 1 ist ein Solenoid 5 mit einer Spule 6 und einem Metallstift 7 angeordnet. Der Metallstift 7 ist mit einem topfförmigen Kolben 8 verbunden, der am Umfang seines Bodens 9 eine axial abstehende ringförmige Dichtfläche 10 besitzt. In der gezeigten Schließstellung liegt die Dichtfläche 10 auf dem Ventilsitz 11 an, um die Bypassleitung 4 zu verschließen, so dass kein Medium von aus der Leitung 4 in die Leitung 12 strömen kann. Eine Feder 7a drückt dabei den Kolben 8 in Richtung Ventilsitz 11.
Das Ventil in Figur 2 besitzt im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Ventil in Fig. 1. Das aus einem Chrom-Nickel-Stahl bestehende zweite Gehäuseteil 13 hat eine Wandstärke von 0,5mm und ist ein Tiefziehteil . An seinem dem Gehäuse 1 zugewandten Ende besitzt das zweite Gehäuseteil 13 eine nach radial außen weisenden Kante 15. Konzentrisch zur Kante 15 ist im Gehäuse 1 ein als Dichtung 16 wirkender O-Ring im Gehäuse 1 angeordnet. Das Solenoid 7 besitzt ein Rückschlusselement 17, welches vom Kunststoff des Gehäuses 1 umspritzt ist. In seiner axialen Erstreckung besitzt das Rückschlusselement 17 einen in Richtung Kolben gerichteten zylindrischen Abschnitt 18, der an seinem Ende eine als Einführschräge wirkende Fase 19 aufweist. Das zweite Gehäuseteil 13 ist auf den zylindrischen Abschnitt 18 soweit aufgepresst, dass die Kante 16 am Gehäuse 1 anliegt. Das zweite Gehäuseteil 13 besitzt an seinem dem Gehäuse 1 abgewandten Ende einen nach radial innen gerichteten Kragen 20, auf dem eine Dichtung 21 zur Abdichtung gegen den Kolben 8 aufliegt. Die axiale Erstreckung des zweiten Gehäuseteils 13 ist dabei so gewählt, dass die Dichtung 21 zwischen Kragen 2 und Abschnitt 18 geklemmt und somit in ihrer Lage fixiert ist.

Claims

Patentansprüche
1. Ventil mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Solenoid, einem von dem Solenoid bewegbaren Stift und einem mit dem Stift verbundenen Kolben, wobei ein zweites Ge¬ häuseteil vorgesehen ist, welches an dem Gehäuse anliegt und den Kolben teilweise aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (13) aus Metall besteht. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (13) aus Edelstahl, vorzugsweise aus Chrom-Nickel-Stahl besteht.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (13) ein Tiefziehteil ist.
4. Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (13) eine Wandstärke von 0,3 mm bis 3 mm, vorzugsweise von 0,5 mm bis 1 mm besitzt.
5. Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (13) ein seiner dem Gehäuse (1) zugewandten Seite eine nach radial außen abstehende Kante (15) aufweist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (13) mittels der nach radial außen abstehende Kante mit dem Gehäuse (1) verbunden ist, vor- zugsweise mittels einer Klemm- oder Rastverbindung.
7. Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (13) mit dem Gehäuse (1) verpresst ist, vorzugsweise mit einem in dem Gehäuse (1) eingegossenen Rückschlusselement
(17) des Solenoids (5).
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
Rückschlusselement (17) einen in Richtung Kolben (8) gerichteten zylindrischen Abschnitt (18) aufweist. 9. Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (13) auf seiner dem Gehäuse (1) abgewandten Seite einen nach radial innen gerichteten Kragen (20) besitzt.
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