DE102004031286B4 - Membraneinheit für Schalt-, Steuer- oder Regelventile sowie eine Stellvorrichtung für ein derartiges Ventil - Google Patents

Membraneinheit für Schalt-, Steuer- oder Regelventile sowie eine Stellvorrichtung für ein derartiges Ventil Download PDF

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Abstract

Membraneinheit für Schalt-, Steuer- oder Regelventile in Verbrennungskraftmaschinen, mit einem Stütztopf für eine Membrane, die mit einem Stellglied des Ventils verbindbar ist, wobei der Stütztopf einen zylindrischen Rohrabschnitt aufweist, an dessen Innenwand die Außenseite der Membrane abrollt, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Rohrabschnitt (19) teilweise gegenüber gelegener Stützring (18) vorgesehen ist, der auf die Innenseite der Membrane (12) angreift, wobei der Stützring (18) mit dem Stütztopf (17) verbindbar ist, derart, dass der Stütztopf (17), Stützring (18) und die Membrane (12) eine Baugruppe (11) bilden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Membraneinheit für Schalt-, Steuer- oder Regelventile in Verbrennungskraftmaschinen, mit einem Stütztopf für eine Membrane, die mit einem Stellglied des Ventils verbindbar ist, wobei der Stütztopf einen zylindrischen Rohrabschnitt aufweist, an dessen Innenwand die Außenseite der Membrane abrollt. Die Erfindung betrifft außerdem eine Stellvorrichtung für ein Ventil mit einer derartigen Membraneinheit.
  • Derartige Membraneinheiten sind hinlänglich bekannt. So offenbart die DE 102 48 125 eine Membraneinheit für eine elektromagnetische Stellvorrichtung, bei der ein Stütztopf kraftschlüssig mit dem Gehäuse der Stellvorrichtung ausgeführt ist. Die Membrane ist auf bekannte Weise mit ihrer Außenseite im Stütztopf gelagert und mit ihrer Innenseite fest mit einem Stellglied verbunden. Bei der vorliegenden Anordnung rollt die Membrane bei einer Bewegung des Stellgliedes von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand des Ventils mit ihrer Außenseite auf einem Rohrabschnitt des Stütztopfes ab. Durch diese Maßnahme wird ein definierter Abrollvorgang vorgesehen, wodurch die Lebensdauer der Membrane verlängert wird.
  • Nachteilig an einer solchen Ausführung ist jedoch, daß bei einer größeren Hublänge das Risiko einer Faltenbildung der Membrane zunimmt. Hierdurch tritt dann natürlich auch eine Verminderung der möglichen Schaltzyklen und damit Verkürzung der Lebensdauer ein.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Membraneinheit für Schalt-, Steuer- oder Regelventile zu schaffen, bei der eine Faltenbildung der Membrane auch bei größeren Hublängen verhindert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein dem Rohrabschnitt teilweise gegenüber gelegener Stützring vorgesehen ist, der auf die Innenseite der Membrane angreift, wobei der Stützring mit dem Stütztopf verbindbar ist, derart, dass der Stütztopf, der Stützring und die Membrane eine Baugruppe bilden. Auf diese Weise ist die Membraneinheit sehr einfach zu montieren und kann nachfolgend auf bekannte Weise mit dem Stellglied verbunden werden, wobei eine Membraneinheit geschaffen wird, bei der eine Faltenbildung der Membrane nachhaltig verhindert wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird eine Stellvorrichtung für ein Ventil mit einer erfindungsgemäßen Membraneinheit geschaffen, wobei der Stützring über einen ringförmigen Steg mit einem Gehäuse der Stellvorrichtung einteilig ausgeführt ist, derart, dass die Membrane zwischen dem Steg und dem Stütztopf einklemmbar ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, ist der Stützring in das Gehäuse der Stellvorrichtung integriert und die Montage der Stellvorrichtung wird insbesondere dadurch vereinfacht, dass die Membrane zwischen dem Stützring und dem Stütztopf einklemmbar ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigt:
  • 1 eine Schnittdarstellung einer Stellvorrichtung für ein Ventil mit einer ersten Ausführungsform der Membraneinheit, und
  • 2 eine Schnittdarstellung einer Stellvorrichtung für einen Ventil mit einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform der Membraneinheit.
  • 1 zeigt eine bekannte Stellvorrichtung 1 mit einem Gehäuse 2, in dem eine Spule 3, ein Joch 4, sowie ein Rückschlußblech 5 auf bekannte Weise angeordnet sind. Bei Bestromung der Spule kann ein magnetischer Kreis über einen Kern 6 und einen Anker 7 derart geschlossen werden, dass der Anker 7 gegen die Federkraft der Feder 8 an den Kern 6 herangezogen wird und damit das mit dem Anker 7 verbundene Stellglied 9 vom Ventilsitz 10 abhebt und damit das Ventil in eine Offen-Stellung versetzt. Im unteren Teil des Gehäuses 2 der Stellvorrichtung 1 ist nun, beispielsweise durch Kleben eine Baueinheit 11, die aus einem Stütztopf 17, einem Stützring 18 und einer Membrane 12 besteht, derart angeordnet, dass die Membrane 12 mit einer inneren Seite 13 mit dem Stellglied 9 verbunden ist. Durch diese Membrane 12 wird ein Steuerraum 14 gebildet, der fluidisch mit einem Kanal 15 verbunden ist. Durch geeignete Wahl der Wirkflächen des Stellgliedes 9 sowie der Membrane 12 wird auf bekannte Weise ein Kräftegleichgewicht bewirkt, wodurch die Federkraft der Feder 8 ausreicht um das Stellglied in unbestromten Zustand in einer geschlossenen Stellung zu halten. Wie bereits erwähnt, ist die Membrane 12 mit ihrer Innenseite mit dem Stellglied 9 verbunden und mit ihrer äußeren Seite 16 in den Stütztopf 17 gelagert. Mit dem Stütztopf 17 ist der Stützring 18 derart verbunden, beispielsweise durch Kleben, Verklipsen etc., dass das äußere Ende 16 der Membrane zwischen Stützring und Stütztopf fixiert ist. Der Stütztopf 17 weist einen zylindrischen Rohrabschnitt 19 auf, an dessen Innenwand die Außenseite der Membrane 12 auf bekannte Weise abrollen kann. Der Stützring 18 ist nun derart ausgebildet, dass er auf die Innenseite der Membrane 12 angreifen kann, der dem Rohrabschnitt 19 zumindest teilweise gegenübergelegen ist. Auf diese Weise kann der untere Abschnitt des Stützrings 18 auf die Innenseite der Membrane 12 einwirken und somit eine Faltenbildung verhindern.
  • 2 zeigt nun eine weitere Ausführung, bei der der Stützring 18 über einen Steg 20 mit dem Gehäuse 2 der Stellvorrichtung 1 verbunden ist. Auf diese Art und Weise wird eine montagetechnisch besonders einfach herzustellende Stellvorrichtung geschaffen. Die Membraneinheit wird quasi dadurch fertig gestellt, dass die im Stütztopf 17 gelagerte Membrane 12 zwischen dem Steg 20 und dem Stütztopf 17 eingeklemmt wird. Der Stütztopf 17 kann auf bekannte Weise, wie z. B. Kleben, im Gehäuse 2 angeordnet sein.

Claims (1)

  1. Membraneinheit für Schalt-, Steuer- oder Regelventile in Verbrennungskraftmaschinen, mit einem Stütztopf für eine Membrane, die mit einem Stellglied des Ventils verbindbar ist, wobei der Stütztopf einen zylindrischen Rohrabschnitt aufweist, an dessen Innenwand die Außenseite der Membrane abrollt, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Rohrabschnitt (19) teilweise gegenüber gelegener Stützring (18) vorgesehen ist, der auf die Innenseite der Membrane (12) angreift, wobei der Stützring (18) mit dem Stütztopf (17) verbindbar ist, derart, dass der Stütztopf (17), Stützring (18) und die Membrane (12) eine Baugruppe (11) bilden.
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