WO2019121532A1 - Ventil - Google Patents

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Stefan Oskar Grüneis
Rosario Bonanno
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Aumovio Germany GmbH
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Continental Automotive Technologies GmbH
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    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
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    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/46Attachment of sealing rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B37/16Control of the pumps by bypassing charging air
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    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0655Lift valves
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a valve comprising a housing, a solenoid disposed in the housing, a pin movable from the solenoid and a cup-shaped piston connected to the pin, a seal which seals the piston against the housing and a seal which seals the piston seals against a valve seat.
  • 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.
  • rapid opening and closing of the valve is an essential prerequisite.
  • when closing it depends on the immediate closing Ver by the application of the piston to a valve seat.
  • the valve seat is formed by the housing of the turbocharger to which the valve is flanged.
  • the axially displaceable piston is sealed against the housing.
  • the seal is made by a seal.
  • Such seals often have one
  • the invention is therefore based on the object to provide a valve which allows a simple sealing of the piston against the housing.
  • the valve should also be inexpensive.
  • the object is achieved in that the piston on the side facing the housing and the valve seat facing side each has a radially encircling receptacle, in each of which a seal is arranged.
  • the recordings on the piston allow easy positioning of the seals. Elaborate brackets or clamps of the seals can thus be omitted.
  • Another simplification is the arrangement of the seals on the piston, since all seals can be completely mounted on the piston.
  • the piston can thus be connected as a preassembled part with the valve, which facilitates assembly.
  • a further embodiment is to use the disc-shaped seals and / or O-rings as seals. These seals have a simple structure. Such a valve is particularly low cost.
  • seals are made of a plastic or an elastomer.
  • the seals can be easily mounted as separate components on the piston. However, an improved seat of the seals is achieved in that the seals are molded as a plastic seal on the piston or vulcanized as an elastomer seal.
  • the structure of the valve can be further simplified staltung after a further Substituted and thus cost ge stalten, when the cup-shaped piston has a bottom, as separate component is inserted into the piston.
  • the beads can bring in one step in the cylindrical surface of the piston.
  • FIG. 1 is a sectional view of a valve according to the prior art
  • Fig. 2 is a sectional view of the valve according to the invention.
  • the housing 1 shows the valve, comprising a housing 1.
  • the housing 1 further has a molded flange 3, via which the housing 1 is flanged to a turbocharger, not shown, in the region of a bypass line 4.
  • a solenoid 5 with a coil 6 and a metal pin 7 is arranged in the housing 1.
  • the metal pin 7 is connected to a cup-shaped piston 8, which has a seal 10 at the periphery of its bottom 9.
  • a spring 7a presses the piston 8 in the direction of the valve seat.
  • the housing 1 further has a cylindrical portion 11 which extends in the direction of the piston 8.
  • a cylinder sleeve 12 connected to the housing surrounds the cylindrical portion 11.
  • the cylinder liner 12 has a radially inwardly directed collar 13, on which a V-shaped seal 14 rests. The end of the cylindrical portion 11 holds the gasket 14 in position.
  • the inner leg of the seal 14 seals the piston 8 against the housing 1. If the solenoid 5 is energized, acts a magnetic force on the armature 2, whereby the piston 8 is moved in the direction of the housing 1.
  • the seal 14 seals the piston 8 against the housing 1.
  • the valve according to the invention in Figure 2 has a cup-shaped piston 8, which will be described in more detail below.
  • a seal 14 seal the piston 8 against the housing 1 by the seal 14 rests on the collar 13 of the cylinder liner 12 in the closed state of the valve.
  • the seal 10 bears against the valve seat 15 and closes the bypass line 4.
  • the piston 8 in Fig. 3 has a cylindrical lateral surface 15, at the ends of each a bead 16 is formed.
  • a disc-shaped seal 10, 14 molded from polytetrafluoroethylene.
  • a disc-shaped bottom 17 welded above the seal 10 with the cylindrical surface 15. But it is also conceivable to arrange the bottom 17 below the seal 10.
  • a central bore 18 in the bottom serves to receive the pin 7, which is connected by means of a riveted joint with the piston.

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Abstract

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

Description

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 topfförmigen Kolben, einer Dichtung, die den Kolben gegen das Gehäuse ab dichtet und einer Dichtung, die den Kolben gegen einen Ventilsitz abdichtet .
Solche Ventile werden unter anderem als Schubumluftventil am Turbolader in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um im Schubbetrieb einen Bypass zur Saugseite freizugeben und sind somit bekannt. Um ein zu starkes Abbremsen des Turboladers zu verhindern aber auch ein schnelles Anfahren zu gewährleisten, ist ein schnelles Öffnen und Schließen des Ventils eine wesentliche Voraussetzung. Insbesondere beim Schließen kommt es auf das sofortige Ver schließen durch das Anlegen des Kolbens an einen Ventilsitz an. Der Ventilsitz wird vom Gehäuse des Turboladers gebildet, an dem das Ventil angeflanscht wird. Der axial verschiebliche Kolben ist dabei gegen das Gehäuse abgedichtet. Die Abdichtung erfolgt durch eine Dichtung. Solche Dichtungen besitzen oftmals einen
V-förmigen Querschnitt, wobei die Schenkel des V als Dichtlippen ausgebildet sind. Für die Abdichtung des Kolbens am Ventilsitz ist es bekannt, den Boden des Kolbens mit einer radial umlaufenden Dichtkante auszubilden. Nachteilig ist, dass der Kolben und die V-förmige Dichtung relativ komplexe Bauteile sind, die mit einer aufwendigen Fertigung einhergehen und dementsprechend hohe Kosten verursachen. Einfachere Lösungen weisen dagegen höhere Leckagewerte auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Ventil zu schaffen, welches eine einfache Abdichtung des Kolbens gegen das Gehäuse ermöglicht. Das Ventil soll darüber hinaus kostengünstig sein . Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass der Kolben an der dem Gehäuse zugewandten Seite und der dem Ventilsitz zugewandten Seite je eine radial umlaufende Aufnahme besitzt, in der je eine Dichtung angeordnet ist. Die Aufnahmen am Kolben erlauben ein einfaches Anordnen der Dichtungen. Aufwendige Halterungen oder Klemmungen der Dichtungen können somit entfallen. Eine weitere Vereinfachung stellt die Anordnung der Dichtungen am Kolben dar, da alle Dichtungen komplett am Kolben montiert werden können. Der Kolben kann somit als vormontiertes Teil mit dem Ventil verbunden werden, was die Montage erleichtert.
Eine besonders einfache und zuverlässige Anordnung der Dich tungen ist gegeben, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung die Aufnahmen als Sicken ausgebildet. Sicken haben den Vorteil, dass sie sich einfach hersteilen lassen, so dass auch der Kolben einfach aufgebaut ist. Zusätzliche Sicherungselemente für die Lagesicherung der Dichtungen sind nicht erforderlich.
Durch die Aufnahmen am Kolben besteht eine weitere Ausgestaltung darin, die scheibenförmige Dichtungen und/oder O-Ringe als Dichtungen einzusetzen. Diese Dichtungen besitzen einen ein fachen Aufbau. Ein derartiges Ventil ist besonders kosten günstig .
Eine gute Dichtwirkung wird in einer anderen Ausgestaltung dadurch erreicht, dass die Dichtungen aus einem Kunststoff oder einem Elastomer bestehen.
Die Dichtungen lassen sich als separate Bauteile leicht am Kolben montieren. Ein verbesserter Sitz der Dichtungen wird jedoch dadurch erreicht, dass die Dichtungen als Kunststoffdichtung am Kolben angespritzt oder als Elastomerdichtung aufvulkanisiert sind .
Der Aufbau des Ventils lässt sich nach einer weiteren Ausge staltung weiter vereinfachen und somit kostengünstiger ge stalten, wenn der topfförmige Kolben einen Boden besitzt, der als separates Bauteil in den Kolben eingesetzt ist. Bei dieser zweiteiligen Ausbildung des Kolbens, lassen sich die Sicken in einem Arbeitsschritt in die zylinderförmige Mantelfläche des Kolbens einbringen.
Für eine sichere und stabile Verbindung des Bodens mit dem Kolben, ist dieser mit der zylindrischen Mantelfläche verschweißt oder verlötet. Eine weitere Vereinfachung bei der Herstellung ist gegeben, wenn der Boden mit dem Kolben verpresst ist.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher be schrieben. Es zeigt in
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Ventils nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Ventils und
Fig.3 eine vergrößerte Darstellung des Kolbens.
Figur 1 zeigt das Ventil, umfassend ein Gehäuse 1. Das Gehäuse 1 besitzt weiter einen angeformten Flansch 3, über den das Gehäuse 1 an einem nicht dargestellten Turbolader im Bereich einer Bypassleitung 4 angeflanscht ist. In dem Gehäuse 1 ist ein Solenoid 5 mit einer Spule 6 und einem Metallstift 7 angeordnet. Der Metallstift 7 ist mit einem topfförmigen Kolben 8 verbunden, der am Umfang seines Bodens 9 eine Dichtung 10 besitzt. Eine Feder 7a drückt dabei den Kolben 8 in Richtung Ventilsitz.
Das Gehäuse 1 besitzt weiter einen zylindrischen Abschnitt 11, der sich in Richtung des Kolbens 8 erstreckt. Eine mit dem Gehäuse verbundene Zylinderbuchse 12 umgibt den zylindrischen Abschnitt 11. Die Zylinderbuchse 12 hat einen nach radial innen gerichteten Kragen 13, auf dem eine V-förmige Dichtung 14 aufliegt. Das Ende des zylindrischen Abschnitts 11 hält die Dichtung 14 in Position. Der innenliegende Schenkel der Dichtung 14 dichtet den Kolben 8 gegen das Gehäuse 1 ab. Sofern das Solenoid 5 bestromt wird, wirkt eine magnetische Kraft auf den Anker 2, wodurch der Kolben 8 in Richtung Gehäuse 1 bewegt wird. Die Dichtung 14 dichtet dabei den Kolben 8 gegen das Gehäuse 1 ab. Das erfindungsgemäße Ventil in Figur 2 besitzt einen topfförmigen Kolben 8, der nachfolgend näher beschrieben wird. Eine Dichtung 14 dichten den Kolben 8 gegen das Gehäuse 1 ab, indem die Dichtung 14 im geschlossenen Zustand des Ventils auf dem Kragen 13 der Zylinderbuchse 12 aufliegt. Die Dichtung 10 liegt am Ventilsitz 15 an und verschließt die Bypassleitung 4.
Der Kolben 8 in Fig. 3 besitzt eine zylindrische Mantelfläche 15, an deren Enden je eine Sicke 16 ausgebildet ist. In jeder Sicke 16 ist je eine scheibenförmige Dichtung 10, 14 aus Polytet- rafluorethylen angespritzt. Ein scheibenförmiger Boden 17 oberhalb der Dichtung 10 mit der zylindrischen Mantelfläche 15 verschweißt. Es ist aber auch denkbar, den Boden 17 unterhalb der Dichtung 10 anzuordnen. Eine zentrale Bohrung 18 im Boden dient der Aufnahme des Stifts 7, der mittels einer Nietverbindung mit dem Kolben verbunden ist.

Claims

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