DE102017130226A1 - Steuervorrichtung für ein Fluid und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Steuervorrichtung für ein Fluid und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE102017130226A1
DE102017130226A1 DE102017130226.3A DE102017130226A DE102017130226A1 DE 102017130226 A1 DE102017130226 A1 DE 102017130226A1 DE 102017130226 A DE102017130226 A DE 102017130226A DE 102017130226 A1 DE102017130226 A1 DE 102017130226A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
shaft
control device
control
housing
bearing bush
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102017130226.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Armin Heubach
Waldemar Ulm
Nicolai Halder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arlington Germany GmbH
Original Assignee
BorgWarner Esslingen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BorgWarner Esslingen GmbH filed Critical BorgWarner Esslingen GmbH
Priority to DE102017130226.3A priority Critical patent/DE102017130226A1/de
Publication of DE102017130226A1 publication Critical patent/DE102017130226A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/52Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam
    • F16K31/522Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam comprising a tap or cock
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/52Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam
    • F16K31/528Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam with pin and slot
    • F16K31/5284Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam with pin and slot comprising a tap or cock
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/04Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
    • F16K5/0442Spindles and actuating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/08Details
    • F16K5/14Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
    • F16K5/18Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with cylindrical surfaces
    • F16K5/181Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with cylindrical surfaces with the housing or parts of the housing mechanically pressing the seals against the plugs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

Beschrieben wird eine Steuervorrichtung (1) für ein Fluid mit einem Gehäuse (4), wenigstens einer ersten (2) und einer zweiten Öffnung (3), einem von der ersten (2) zur zweiten Öffnung (3) verlaufenden Kanal (41) und einem drehbaren Steuerelement (5), welches drehfest auf einer Welle (6) sitzt und mittels der Welle (6) zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung schwenkbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Welle (6) in einer wenigstens ein Rastelement (14) enthaltenden Lagerbuchse (13) gelagert ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Steuervorrichtung.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung für ein Fluid, insbesondere einem Steuerventil, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Insbesondere kann die Steuervorrichtung zur Steuerung eines Kühlmittelflusses in einem Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine eingerichtet sein. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Steuervorrichtung.
  • Eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2010 008 740 A1 bekannt. Ähnliche Steuervorrichtungen sind auch aus der DE 10 2014 111 686 A1 , DE 10 2012 022 238 A1 sowie DE 199 609 31 A1 bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfacher herstellbare Steuervorrichtung und ein vereinfachtes Herstellverfahren zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und ein Verfahren mit den im Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung für ein Fluid, insbesondere ein Kühlmittel in einem Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine, kann ein Steuerventil zur Steuerung eines Fluidstromes sein. Die Steuervorrichtung hat ein Gehäuse mit wenigstens zwei Öffnungen. Von einer ersten Öffnung zu einer zweiten Öffnung verläuft ein Kanal, in welchem ein drehbares Steuerelement angeordnet ist. Das Steuerelement ist mittels einer Welle zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung schwenkbar und dient zum Verändern des durchströmbaren Kanalquerschnitts. Eine der beiden Öffnungen, insbesondere die erste Öffnung, ist eine Einlassöffnung, die andere Öffnung ist eine Auslassöffnung. Das Gehäuse kann mehrere Einlass- und/oder Auslassöffnungen und zu diesen führende Kanäle enthalten. In der Offenstellung des Steuerelements ist ein Durchfluss von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung möglich. In der Schließstellung reduziert oder sperrt das Steuerelement den Durchfluss zwischen der ersten und der zweiten Öffnung. Das Steuerelement sitzt drehfest auf der Welle, sodass ein Drehmoment von der Welle auf das Steuerelement übertragen werden kann. Das Steuerelement ist insbesondere ein Drehschieber mit zylindrischer oder sphärischer Außenkontur. Die Welle ist im Gehäuse gelagert, welches hierzu zumindest eine Lagerbuchse enthält. Die Lagerbuchse weist einen hülsenförmigen Abschnitt auf, in welchem ein kreiszylindrischer Wellenabschnitt gleitgelagert sein kann. Die Lagerbuchse enthält ein Rastelement zur Verrastung mit der Welle. Ein Abschnitt der Welle kann eine in Umfangsrichtung der Welle umlaufende Umfangsnut aufweisen, in welche das Rastelement einrasten kann.
  • Bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird zunächst die Lagerbuchse mit dem wenigstens einen Rastelement in das Gehäuse eingesetzt. Anschließend wird das schwenkbare Steuerelement in das Gehäuse eingesetzt. Das Steuerelement kann wenigstens ein Durchgangsloch zum Hindurchstecken der Welle enthalten. Dann wird die Welle entlang ihrer Längsrichtung durch das Steuerelement hindurch in die Lagerbuchse eingeschoben und mit dem Rastelement verrastet. Insbesondere kann die Welle mit ihrer Umfangsnut so weit in die Lagerbuchse eingeschoben werden, dass das Rastelement in der Umfangsnut einrastet. Das eingerastete Rastelement sichert die Welle in axialer Richtung gegen unbeabsichtigte Verschiebung, ermöglicht aber gleichzeitig eine Drehbewegung der Welle zum Verschwenken des Steuerelements.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet eine effiziente Lösung zur Lagerung der Welle in der Steuervorrichtung. Die Axialsicherung der Welle ist in die Lagerbuchse integriert und es sind keine zusätzlichen Bauteile zur Sicherung oder Fixierung der Welle mehr notwendig. Dadurch kann die Anzahl und Komplexität der benötigten Bauteile reduziert und die Montage stark vereinfacht werden. Mit einer entsprechenden Ausgestaltung der Welle und des darin einrastenden Rastelements kann ferner durch den Einrastvorgang eine irreversible Montage ermöglicht werden, bei welcher sich die Steuervorrichtung nicht mehr zerstörungsfrei demontieren lässt. Hierdurch können unbefugte Manipulationen an der Steuervorrichtung verhindert werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung enthält die Welle zwei Enden. Eines der Wellenenden kann ein Antriebsende zum Koppeln der Welle mit einem Aktuator sein. Die Umfangsnut kann sich im Bereich des anderen Wellenendes befinden. Die Umfangsnut kann Begrenzungsflächen enthalten, welche in Bezug zur Mittellinie der Welle unterschiedlich stark geneigt sind. Eine Begrenzungsfläche kann durch eine kegelige Fläche gebildet werden. Eine Begrenzungsfläche auf der zum Antriebsende weisenden Seite der Umfangsnut kann insbesondere weniger stark geneigt sein als eine Begrenzungsfläche auf der gegenüberliegenden Seite der Umfangsnut. Um eine zerstörungsfreie Demontage zu verhindern, kann der Neigungswinkel der Begrenzungsfläche auf der dem Antriebsende abgewandten Seite der Umfangsnut in einem Bereich von 70° bis 110° zur Mittellinie der Welle liegen. Soll eine zerstörungsfreie Demontage ermöglicht werden, wird der Neigungswinkel dieser Begrenzungsfläche so gewählt, dass die Kräfte zum Herausziehen der Welle ausreichend hoch sind, um ein unbeabsichtigtes Herausrutschen während des Betriebs zu verhindern. Um dies zu erreichen, ist insbesondere ein Neigungswinkel der Begrenzungsfläche, die auf der dem Antriebsende abgewandten Seite der Umfangsnut liegt, im Bereich von 40° bis 70° geeignet. Bei einem Neigungswinkel von 90° verläuft die Begrenzungsfläche der Umfangsnut senkrecht zur Mittellinie. Bei einem Neigungswinkel über 90° entsteht an der Begrenzungsfläche der Umfangsnut ein Hinterschnitt.
  • Die Welle kann an ihrem Antriebsende einen Exzenter aufweisen, welcher mit einem Linearaktuator koppelbar ist. Der Exzenter kann einen zylindrischen Abschnitt enthalten, welcher sich parallel zur Welle erstreckt. Der Linearaktuator kann ein linear verschiebliches Antriebselement enthalten, welches ein quer zur Bewegungsrichtung des Linearaktuators orientiertes Langloch aufweist, in dem sich der zylindrische Abschnitt des Exzenters befindet. Hierdurch kann ein bauraumoptimierter Kurbelschleifenmechanismus zur Umwandlung der Linearbewegung des Aktuators in eine Rotation des Steuerelements bei geringen Querkräften auf das Antriebselement und die Welle erreicht werden. Ein Gehäuse des Linearaktuators kann unbeweglich mit dem Gehäuse der Steuervorrichtung gekoppelt sein. Die Welle kann insbesondere nur an ihrem Antriebsende aus dem Gehäuse herausragen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Rastelement armförmig sein. Das armförmige Rastelement kann an einem Ende des hülsenförmigen Abschnitts der Lagerbuchse befestigt sein und sich schräg zur Längsrichtung der Hülse bzw. der Welle erstrecken. Das armförmige Rastelement kann mit seinem von der Hülse entfernten Ende in die Umfangsnut der Welle einrasten. Die Lagerbuchse kann einen Bund aufweisen. Der Bund und das Rastelement können an gegenüberliegenden Enden der Lagerbuchse angeordnet sein. Der Bund kann zwischen Steuerelement und Gehäuse angeordnet sein und eine Positionierung des Steuerelements in Längsrichtung der Welle gewährleisten. Hierdurch kann eine reibungsarme Führung des Steuerelements erreicht werden. Insbesondere können mehrere entlang des Umfangs der Lagerbuchse verteilte Rastelemente vorgesehen sein.
  • Die Steuervorrichtung kann eine zweite Lagerbuchse für die Welle enthalten, welche keine Rastelemente aufweist. Die Lagerbuchse ohne Rastelemente kann einen Wellenabschnitt zwischen dem Antriebsende und der Umfangsnut umgeben. Die Welle kann zwischen ihrem die Umfangsnut enthaltenden Wellenabschnitt und ihrem Antriebsende einen Wellenabschnitt mit vergrößertem Durchmesser aufweisen, welcher größer als der Durchmesser der die Umfangsnut enthaltende Wellenabschnitt ist. Die Lagerbuchse ohne Rastelement kann den Wellenabschnitt vergrößerten Durchmessers umgeben. Die Lagerbuchse ohne Rastelement kann ebenfalls einen Bund aufweisen.
  • Die Welle kann einen Mitnehmer zur Drehmomentübertragung auf das Steuerelement aufweisen, welcher insbesondere zwischen ihrem die Umfangsnut enthaltenden Wellenabschnitt und ihrem Antriebsende angeordnet ist. Der Mitnehmer der Welle kann in seiner Außenform von einem rotationssymmetrischen Querschnitt abweichen. Beispielsweise kann der Mitnehmer ein Mehrkant oder ein Oval sein. Die Welle kann beispielsweise zumindest eine Nut oder Rippe aufweisen, welche als Mitnehmer dient.
  • Der Wellenabschnitt vergrößerten Durchmessers kann den Mitnehmer enthalten, insbesondere in Form von zumindest einer Längsnut, welche an ihrem der Umfangsnut zugewandten Ende offen ist. Die Oberfläche des die Umfangsnut enthaltenden Wellenabschnitts kann sich bis in die Längsnut erstrecken und den Nutgrund bilden. Das Steuerelement kann im Bereich seines Durchgangslochs, in welches die Welle eingeschoben wird, einen Mitnehmer aufweisen, welcher in seiner Innenkontur an die Außenkontur des Mitnehmers der Welle angepasst ist und mit diesem nach Einschieben der Welle die Drehmomentübertragung von der Welle auf das Steuerelement gewährleistet. Wenn der Mitnehmer der Welle eine Längsnut enthält, weist der Mitnehmer des Steuerelements einen in die Längsnut hineinragenden Vorsprung auf. Es können mehrere Längsnuten, beispielsweise vier, als Mitnehmer in der Welle vorgesehen sein, welche mit jeweils einem Mitnehmer des Steuerelements zusammenwirken können. Die Drehmoment übertragende Verbindung zwischen Steuerelement und Welle kann so ohne zusätzliche Bauteile oder separate Montageschritte während des Hineinschiebens der Welle in das Steuerelement gebildet werden. Nach dem Einrasten des Rastelements in der Welle wird auch das Steuerelement durch die Lagerbuchse auf der Welle axial gesichert und kann sich nicht mehr auf der Welle verschieben. Die Drehmoment übertragende Verbindung zwischen Welle und Steuerelement wird dauerhaft sichergestellt. Die Welle mit ihrem Exzenter, dem die Längsnut enthaltenden Wellenabschnitt und dem die Umfangsnut enthaltenden Wellenabschnitt kann insbesondere einstückig ausgebildet sein.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuervorrichtung eine Einrichtung zur Drehwinkelbegrenzung der Welle enthalten. Die Einrichtung kann ein unbeweglich mit dem Gehäuse verbundenes Ringsegment umfassen, welches die Mittellinie der Welle umgibt und einen Anschlag bildet. Das Ringsegment kann eine kreiszylindrische Innenfläche und eine kreiszylindrische Außenfläche aufweisen, welche konzentrisch um die Mittellinie der Welle angeordnet sind. Ein Abschnitt des Exzenters kann an den Enden des Ringsegments anschlagen. An der Welle kann ein das Ringsegment umgebender, insbesondere kreiszylindrischer, Schutzmantel angebracht sein. Der Schutzmantel kann eine Abschirmung des Lager- und Dichtbereichs gegenüber Umwelteinflüssen gewährleisten. Zwischen dem Schutzmantel und dem Exzenter kann eine C-förmige Nut in der Welle gebildet werden, in welcher sich das Ringsegment befindet. Die C-förmige Nut und das Ringsegment sind konzentrisch. Die Bogenlänge der C-förmigen Nut ist größer als die Bogenlänge des Ringsegments. Der Bogenlängenunterschied entspricht einem Drehwinkel, um welchen die Welle gedreht werden kann, bevor ein Ende der C-förmigen Nut an einem Ende des Ringsegments anschlägt.
  • Die erste Öffnung im Gehäuse kann eine Montageöffnung bilden, durch welche das Steuerelement in das Gehäuse einbaubar ist. Insbesondere kann die Montageöffnung die Einlassöffnung sein. Die Form und Größe der ersten Öffnung kann so gestaltet sein, dass eine Montage des Steuerelements durch diese Öffnung problemlos möglich ist. Hierdurch kann auf eine separate Montageöffnung, die nach der Montage mit einem Deckel verschlossen werden müsste, oder eine Mehrteiligkeit des Gehäuses verzichtet werden. Die Herstellung und Montage kann dadurch stark vereinfacht werden.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren. Es zeigen:
    • 1 eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung in perspektivischer Ansicht,
    • 2 eine entlang der Ebene II-II der 1 geschnittene Ansicht der Steuervorrichtung,
    • 3 eine entlang der Ebene III-III der 1 geschnittene Ansicht,
    • 4 eine Welle der Steuervorrichtung der 1 in perspektivischer Darstellung,
    • 5 eine Lagerbuchse der Steuervorrichtung der 1 in perspektivischer Darstellung,
    • 6 ein Steuerelement der Steuervorrichtung der 1 in perspektivischer Darstellung,
    • 7 einen Abschnitt der Welle der 4,
    • 8 eine quer zur Längsrichtung der Welle durch eine Einrichtung zur Drehwinkelbegrenzung geschnittene Ansicht der Steuervorrichtung der 1,
    • 9 eine senkrecht zur Längsrichtung der Welle durch einen Aktuator geschnittene Ansicht der Steuervorrichtung der 1.
  • In den 1 bis 9 ist eine Steuervorrichtung 1 zur Steuerung eines Fluidstroms dargestellt, welche als Ventil zur Temperaturregelung eines Kühlmittels bei Verbrennungsmotoren ausgestaltet ist. Die Steuervorrichtung 1 enthält eine erste Öffnung 2 als Kühlmitteleintritt und eine zweite Öffnung 3 als Kühlmittelaustritt, siehe 2. Die Öffnungen 2 und 3 sind in einem Gehäuse 4 enthalten, welches einen von der ersten Öffnung 2 zur zweiten Öffnung 3 verlaufenden Kanal 41 enthält. In das Gehäuse 4 ist ein als Drehschieber ausgebildetes Steuerelement 5 eingesetzt. Das Steuerelement 5 sitzt auf einer Welle 6, welche ein Antriebsende 61 aufweist, welches aus dem Gehäuse 4 herausragt und mit einem Linearaktuator 7 gekoppelt ist. Der Linearaktuator 7 enthält ein über einen Antriebsschaft 8 linear verschiebliches Antriebselement 9, welches an dem Antriebsende 61 der Welle 6 angreift, siehe insbesondere 1. 3 zeigt, dass die Welle 6 gegenüber dem Gehäuse 4 mit einer von einem Rückhaltering 10 gehaltenen Wellendichtung 11 abgedichtet ist. In dem Antriebselement 9 sitzt eine Lagerbuchse 12, in welcher wiederum das Antriebsende 61 der Welle 6 steckt. Im Gehäuse 4 ist eine Lagerbuchse 13 angeordnet, in welcher die Welle 6 mit ihrem dem Antriebsende 61 gegenüberliegenden Ende gelagert ist. Die Lagerbuchse 13 enthält sechs armförmige Rastelemente 14, siehe auch 5, welche sich schräg zur Längsrichtung nach innen erstrecken. An dem den Rastelementen 14 gegenüberliegenden Ende der Lagerbuchse 13 ist ein Bund 30 angeordnet. Die Welle 6 enthält eine Umfangsnut 15 im Bereich des dem Antriebsende 61 abgewandten Wellenendes, siehe insbesondere 4 und 7. Die Welle 6 hat an ihrem Antriebsende 61 einen Exzenter 17, welcher sich mit einem zylindrischen Abschnitt 18 parallel zur Längsrichtung der Welle erstreckt, siehe insbesondere 3 und 4. Die Lagerbuchse 12 sitzt auf dem zylindrischen Abschnitt 18, um die Gleitreibung des zylindrischen Abschnitts 18 zu dem Antriebselement 9 zu verringern.
  • In 6 ist erkennbar, dass das Steuerelement 5 ein Fenster 20 enthält, durch welches der Fluidstrom von der Einlassöffnung 2 zu der Auslassöffnung 3 strömt, wenn sich das Steuerelement 5 in seiner Offenstellung befindet, siehe 2. Das Steuerelement 5 hat zwei Durchgangslöcher 22, durch welche die Welle 6 hindurchgesteckt wird, siehe 6. An einer Durchgangsöffnung 22 sind Mitnehmer 21 angeordnet. Mit den Durchgangsöffnungen 22 wird das Steuerelement 5 in radialer Richtung auf der Welle 6 positioniert. Die Positionierung in axialer Richtung erfolgt über eine Lagerstelle 23, mit welcher das montierte Steuerelement an dem Bund 30 der Lagerbuchse 13 anliegt, siehe insbesondere 3. Die Welle 6 hat einen Wellenabschnitt 62 mit vergrößertem Durchmesser, welcher zu den Mitnehmern 21 am Steuerelement 5 passende Längsnuten als Mitnehmer 19 an der Welle 6 enthält, welche an ihrem der Umfangsnut 15 zugewandten Ende offen sind. Am Übergang zwischen dem Wellenabschnitt 62 und dem die Umfangsnut 15 enthaltenden Wellenabschnitt 63 können sich konische Abschnitte 64 befinden, um das Einfädeln der Welle 6 in die Löcher 22 des Steuerelements 5 zu erleichtern. Die Welle 6 ist mit ihrem Wellenabschnitt 62 in einer zweiten Lagerbuchse 24, siehe 3, gelagert, welche ebenfalls einen zwischen dem Steuerelement 5 und dem Gehäuse 4 angeordneten Bund 30 aufweist, der an einer Lagerstelle 23 des Steuerelements 5 anliegt. Die Lagerbuchse 24 enthält keine Rastelemente.
  • 2 zeigt eine Dichtung 28 zwischen Gehäuse 4 und Drehschieber 5, welche an einer Dichtfläche 29 des Drehschiebers 5, siehe 6, anliegt und verhindert, dass bei in Schließstellung befindlichem Steuerelement 5 ein Fluidstrom von der Eintrittsöffnung 2 zur Austrittsöffnung 3 strömt. Die Dichtung 28 ist ringförmig und umgibt das Fenster 20 des Steuerelements 5 in dessen Offenstellung.
  • 9 zeigt, dass das Antriebselement 9 ein Langloch 31 enthält, welches quer zur Bewegungsrichtung 32 des Antriebsschaftes 8 orientiert ist. Das Langloch 31 ermöglicht, dass der Linearaktuator 7 unbeweglich mit dem Gehäuse 4 verbunden werden kann, siehe 1, und dass der zylindrische Abschnitt 18 des Exzenters 17 eine Ausgleichsbewegung in dem Antriebselement 9 ausführen kann, um Querkräfte auf den Antriebsschaft 8 zu vermeiden. Das Antriebselement 9 mit dem Langloch 31 bildet mit dem zylindrischen Abschnitt 18 des Exzenters 17 einen sogenannten Kurbelschleifenantrieb. Der Hubweg des Linearaktuators 7 ist in 9 mit dem Maß Y angedeutet. In der in den 1 bis 9 dargestellten Position befindet sich das Steuerelement 5 in seiner Offenstellung. Wird das Antriebselement 9 des Linearaktuators 7 um die Strecke Y verschoben, nimmt das Langloch 31 den zylindrischen Abschnitt 18 des Exzenters 17 mit und dieser dreht die Welle 6 um einen Drehwinkel X, siehe 8, im Uhrzeigersinn. Auch in 2 erfolgt die Drehung des Steuerelements 5 im Uhrzeigersinn, so dass sich das Steuerelement 5 dann in seiner Schließstellung befindet.
  • Die Steuervorrichtung 1 enthält eine Einrichtung 50 zur Drehwinkelbegrenzung der Welle 6, siehe 8. Die Einrichtung 50 umfasst ein Ringsegment 51, welches die Mittellinie 65 der Welle 6 umgibt, vergleiche 3, und unbeweglich mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. In der dargestellten Offenstellung schlägt ein Abschnitt des Exzenters 17 an einem ersten Ende 52 des Ringsegments 51 an. Nach dem Verschwenken des Exzenters 17 im Uhrzeigersinn um den Winkel X schlägt dieser an einem zweiten Ende 53 des Ringsegments 51 an. An der Welle 6 ist ein Schutzmantel 55 angebracht, welcher das Ringsegment 51 umgibt. Der Schutzmantel 55 schützt das Ringsegment 51 und die Öffnung, aus welcher die Welle 6 aus dem Gehäuse 4 austritt, siehe insbesondere 3. Der Schutzmantel 55 bildet mit der Welle 6 eine etwa C-förmige Nut 57, in welcher sich das Ringsegment 51 befindet.
  • Bei der Montage der Steuervorrichtung 1 werden zunächst die Dichtung 28 sowie die Lagerbuchsen 13 und 24 in das Gehäuse 4 eingesetzt. Anschließend wird das Steuerelement 5 durch die Eintrittsöffnung 2 in das Gehäuse 4 eingeschoben, so dass es mit seinen axialen Lagerstellen 23 zwischen dem Bund 30 der Lagerbuchse 13 und der Lagerbuchse 24 sitzt, siehe insbesondere 3. Des Weiteren werden die Wellendichtung 11 und der Rückhaltering 10 in das Gehäuse 4 eingesetzt. Dann wird die Welle 6 in der Darstellung der 3 von oben in das Gehäuse 4 eingeschoben. Die Welle 6 wird mit ihrem Wellenabschnitt 63 durch die Löcher 22 im Steuerelement 5 hindurchgeschoben und in die Lagerbuchse 13 eingeführt, bis die Umfangsnut 15 in den Rastelementen 14 einrastet. Dabei werden die Mitnehmer 21 in die Längsnuten des Mitnehmers 19, vergleiche 4 und 6, eingeführt. Gleichzeitig wird das Ringsegment 51 in die C-förmige Nut 57 eingeführt. Die Umfangsnut 15 hat auf ihrer dem Antriebsende 61 zugewandten Seite eine konische Begrenzungsfläche 66, welche einen Winkel A zur Mittellinie 65 aufweist. Auf der dem Antriebsende 61 abgewandten Seite hat die Umfangsnut 15 eine konische Begrenzungsfläche, welche einen Winkel B zur Mittellinie 65 aufweist. Der Neigungswinkel A ist kleiner als der Neigungswinkel B. Der Neigungswinkel B liegt im Bereich von 70° bis 110°, um eine zerstörungsfreie Demontage zu verhindern. Bei einem Winkel B über 90° entsteht an der Begrenzungsfläche 67 ein leichter Hinterschnitt. Wenn die armförmigen Rastelemente 14 in der Umfangsnut 15 eingerastet sind, ist die Welle 6 in axialer Richtung gesichert, kann sich aber noch drehen, um das Steuerelement 5 zu verschwenken. Es werden nur sehr wenige Bauteile und Montageschritte benötigt, um die Welle zu lagern, axial zu sichern und eine drehmomentübertragende Verbindung zum Steuerelement 5 sowie eine Einrichtung 50 zur Drehwinkelbegrenzung zu schaffen. Die Herstellung und Montage der Steuervorrichtung 1 wird dadurch sehr stark vereinfacht. Zudem wird nur wenig Bauraum benötigt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Steuervorrichtung
    2
    erste Öffnung
    3
    zweite Öffnung
    4
    Gehäuse
    5
    Steuerelement
    6
    Welle
    7
    Linearaktuator
    8
    Antriebsschaft
    9
    Antriebselement
    10
    Rückhaltering
    11
    Wellendichtung
    12
    Lagerbuchse
    13
    Lagerbuchse
    14
    Rastelement
    15
    Umfangsnut
    17
    Exzenter
    18
    zylindrischer Abschnitt
    19
    Mitnehmer
    20
    Fenster
    21
    Mitnehmer
    22
    Durchgangslöcher
    23
    Lagerstelle
    24
    Lagerbuchse
    28
    Dichtung
    29
    Dichtfläche
    30
    Bund
    31
    Langloch
    32
    Bewegungsrichtung
    41
    Kanal
    50
    Einrichtung zur Drehwinkelbegrenzung
    51
    Ringsegment
    52
    erstes Ende
    53
    zweites Ende
    55
    Schutzmantel
    57
    Nut
    61
    Antriebsende
    62
    Wellenabschnitt
    63
    Wellenabschnitt
    64
    konischer Abschnitt
    65
    Mittellinie
    66
    Begrenzungsfläche
    67
    Begrenzungsfläche
    A
    Neigungswinkel
    B
    Neigungswinkel
    X
    Drehwinkel
    Y
    Hubweg
  • 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 102010008740 A1 [0002]
    • DE 102014111686 A1 [0002]
    • DE 102012022238 A1 [0002]
    • DE 19960931 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Steuervorrichtung (1) für ein Fluid mit einem Gehäuse (4), wenigstens einer ersten (2) und einer zweiten Öffnung (3), einem von der ersten (2) zur zweiten Öffnung (3) verlaufenden Kanal (41) und einem drehbaren Steuerelement (5), welches drehfest auf einer Welle (6) sitzt und mittels der Welle (6) zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (6) in einer wenigstens ein Rastelement (14) enthaltenden Lagerbuchse (13) gelagert ist.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, in welcher ein Wellenabschnitt (63) eine in Umfangsrichtung der Welle (6) umlaufende Umfangsnut (15) aufweist, in welche das Rastelement (14) einrastet.
  3. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher eines der Wellenenden ein Antriebsende (61) zum Koppeln der Welle (6) mit einem Aktuator (7) ist und sich die Umfangsnut (15) im Bereich des anderen Wellenendes befindet.
  4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, in welcher die Welle (6) an ihrem Antriebsende (61) einen mit einem Linearaktuator (7) koppelbaren Exzenter (17) aufweist.
  5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, in welcher der Linearaktuator (7) ein linear verschiebliches Antriebselement (9) enthält, welches ein quer zur Bewegungsrichtung (32) des Linearaktuators (7) orientiertes Langloch (31) aufweist, in dem sich ein zylindrischer Abschnitt (18) des Exzenters (17) befindet.
  6. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die Welle (6) einen Mitnehmer (19) zur Drehmomentübertragung auf das Steuerelement (5) aufweist, welcher insbesondere zwischen ihrem die Umfangsnut (15) enthaltenden Wellenabschnitt (63) und ihrem Antriebsende (61) angeordnet ist.
  7. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher die Lagerbuchse (13) einen Bund (30) aufweist, welcher zwischen dem Steuerelement (5) und dem Gehäuse (4) angeordnet ist.
  8. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche eine Einrichtung (50) zur Drehwinkelbegrenzung der Welle (6) enthält, welche ein die Mittellinie (65) der Welle (6) umgebendes und unbeweglich mit dem Gehäuse (4) verbundenes Ringsegment (51) umfasst.
  9. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 8, in welcher ein Abschnitt des Exzenters (17) an den Enden des Ringsegments (51) anschlägt.
  10. Steuervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, in welcher ein das Ringsegment (51) umgebender Schutzmantel (55) an der Welle (6) angebracht ist.
  11. Verfahren zur Herstellung einer Steuervorrichtung (1) für ein Fluid mit einem Gehäuse (4), wenigstens einer ersten (2) und einer zweiten Öffnung (3) sowie einem von der ersten (2) zur zweiten Öffnung (3) verlaufenden Kanal (41), bei welchem eine wenigstens ein Rastelement (14) enthaltende Lagerbuchse (13) in das Gehäuse (4) eingesetzt wird, bei welchem ein schwenkbares Steuerelement (5) in das Gehäuse (4) eingesetzt wird, und bei welchem eine Welle (6) entlang ihrer Längsrichtung durch das Steuerelement (5) hindurch in die Lagerbuchse (13) eingeschoben wird und mit dem Rastelement (14) verrastet.
DE102017130226.3A 2017-12-15 2017-12-15 Steuervorrichtung für ein Fluid und Verfahren zu dessen Herstellung Ceased DE102017130226A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017130226.3A DE102017130226A1 (de) 2017-12-15 2017-12-15 Steuervorrichtung für ein Fluid und Verfahren zu dessen Herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017130226.3A DE102017130226A1 (de) 2017-12-15 2017-12-15 Steuervorrichtung für ein Fluid und Verfahren zu dessen Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017130226A1 true DE102017130226A1 (de) 2019-06-19

Family

ID=66674869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017130226.3A Ceased DE102017130226A1 (de) 2017-12-15 2017-12-15 Steuervorrichtung für ein Fluid und Verfahren zu dessen Herstellung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017130226A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19960931A1 (de) 1999-12-17 2001-06-28 Bosch Gmbh Robert Dreiwegeventil
DE102010008740A1 (de) 2010-02-20 2011-08-25 Audi Ag, 85057 Ventilanordnung zur Durchflusssteuerung in einem Fluidkreislauf
DE102012022238A1 (de) 2012-11-14 2014-05-15 Illinois Tool Works Inc. Thermostatventil für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102014111686A1 (de) 2014-08-15 2016-02-18 Illinois Tool Works Inc. Thermostatventil und Verfahren zum Betreiben eines Thermostatventils

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19960931A1 (de) 1999-12-17 2001-06-28 Bosch Gmbh Robert Dreiwegeventil
DE102010008740A1 (de) 2010-02-20 2011-08-25 Audi Ag, 85057 Ventilanordnung zur Durchflusssteuerung in einem Fluidkreislauf
DE102012022238A1 (de) 2012-11-14 2014-05-15 Illinois Tool Works Inc. Thermostatventil für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102014111686A1 (de) 2014-08-15 2016-02-18 Illinois Tool Works Inc. Thermostatventil und Verfahren zum Betreiben eines Thermostatventils

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3345670B1 (de) Filtereinrichtung
WO2011091909A1 (de) Dichtungsanordnung für eine regelvorrichtung einer verbrennungskraftmaschine
DE102015203378A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit einstellbarem variablen Verdichtungsverhältnis und einem Schaltmodul
DE102014219364A1 (de) Oldhamkupplung
DE102006034013A1 (de) Anbindung eines Zentralausrückers an eine Kupplung
DE102013205129A1 (de) Lagerrahmen oder Zylinderkopfhaube einer Brennkraftmaschine
EP3227540B1 (de) Klappenvorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine
DE102015218391A1 (de) Elektrisch angetriebenes Ventil
DE202021106468U1 (de) Fluidvorrichtung
EP1754906B1 (de) Anbindung eines Zentralausrückers an eine Kupplung
DE102017130226A1 (de) Steuervorrichtung für ein Fluid und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102014109473A1 (de) Verbindungsanordnung zur Drehmomentübertragung für den Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges
DE102014007568A1 (de) Befestigungsanordnung eines Statorelements einer elektrischen Maschine an einem Bauelement, insbesondere für einen Kraftwagen
DE102018205982A1 (de) Lagerrahmen oder Zylinderkopfhaube einer Brennkraftmaschine
DE102022106130B4 (de) Kraftfahrzeugkomponente
DE102018124614A1 (de) Demontagewerkzeug sowie Verfahren zur Demontage von Wellen
EP2917539B1 (de) Klappenvorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine oder ein elektrofahrzeug
DE102020102971B4 (de) Gelenkteil mit einem Lagerelement
EP3683434B1 (de) Abgasrückführventil für eine verbrennungskraftmaschine
DE102016222918A1 (de) Luftsteuereinrichtung
DE102017203869A1 (de) Nockenwelle mit geschmiertem Schiebestück
DE102016213363A1 (de) Pendelschieberzellenpumpe, insbesondere Ölpumpe
DE102015003858A1 (de) Kompressor für ein Kraftfahrzeug
DE102021102835A1 (de) Expansionsventil
DE102024100092A1 (de) Abgassteuerventil

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ARLINGTON GERMANY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: BORGWARNER LUDWIGSBURG GMBH, 71636 LUDWIGSBURG, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: TWELMEIER MOMMER & PARTNER PATENT- UND RECHTSA, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ARLINGTON GERMANY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: BORGWARNER ESSLINGEN GMBH, 72644 OBERBOIHINGEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: TWELMEIER MOMMER & PARTNER PATENT- UND RECHTSA, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final