DE102018216671A1 - Valve, especially expansion valve - Google Patents

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DE102018216671A1
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Lukas Silbernagel
Volker Koeninger
Stephan Pauli
Axel Baur
Hans-Joachim Schulz
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Expansionsventil, zur Steuerung eines Fluidkreislaufes, aufweisend ein Gehäuse mit zumindest einem ersten Gehäuseelement und einem zweiten Gehäuseelement, wobei das Ventil Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfasst. Es wird vorgeschlagen, dass die Gehäuseelemente miteinander im Wesentlichen gasdicht verstemmt sind.The invention relates to a valve, in particular an expansion valve, for controlling a fluid circuit, comprising a housing with at least a first housing element and a second housing element, the valve comprising aluminum or an aluminum alloy. It is proposed that the housing elements are caulked to one another in an essentially gas-tight manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil nach Gattung des Hauptanspruches.The invention relates to a valve according to the preamble of the main claim.

Stand der TechnikState of the art

Um bei einem Ventil, insbesondere einem Expansionsventil, ein Ventilmittel in einem entsprechenden Ventilgehäuse zu montieren, werden in der Regel eine oder mehrere Öffnungen im Ventilgehäuse benötigt, durch welche das Ventilmittel bei der Montage in den Durchströmungsbereich des Ventilgehäuses eingeführt werden kann. Diese Öffnungen müssen bei einem derartigen Ventil nach der Montage des Ventilmittels gasdicht verschlossen werden.In order to mount a valve means in a corresponding valve housing for a valve, in particular an expansion valve, one or more openings are generally required in the valve housing, through which the valve means can be introduced into the flow area of the valve housing during assembly. In the case of such a valve, these openings must be closed in a gas-tight manner after the valve means has been installed.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Expansionsventile bekannt, bei welchen ein deckelförmiges Gehäuseelement mit einer Dichtung auf der Gehäuseöffnung verschraubt wird. Ferner ist es aus dem Stand bekannt, ein solches deckelförmiges Gehäuseelement mit dem ersten Gehäuseelement gasdicht zu verschweißen. Derartige Verbindungen gehen jedoch mit einem großen Kostenaufwand einher. So sind insbesondere bei einer Verschraubung teure Dichtungen notwendig und bei einer Verschweißung sind insbesondere die Investitionskosten für Anlagen sehr hoch.Expansion valves are already known from the prior art, in which a cover-shaped housing element is screwed to the housing opening with a seal. Furthermore, it is known from the prior art to weld such a lid-shaped housing element to the first housing element in a gas-tight manner. However, such connections are associated with great expense. This means that expensive seals are necessary, particularly when it is screwed on, and investment costs for systems are very high when welding.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einem Ventil, insbesondere einem Expansionsventil zur Steuerung eines Fluidkreislaufes, aufweisend ein Gehäuse mit zumindest einem ersten Gehäuseelement und einem zweiten Gehäuseelement, wobei das Ventil Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfasst. Es wird vorgeschlagen, dass die Gehäuseelemente miteinander im Wesentlichen gasdicht verstemmt sind.The invention is based on a valve, in particular an expansion valve for controlling a fluid circuit, comprising a housing with at least a first housing element and a second housing element, the valve comprising aluminum or an aluminum alloy. It is proposed that the housing elements are caulked to one another in an essentially gas-tight manner.

Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche weist den Vorteil auf, dass das Gehäuse einfach und kostengünstig gefertigt werden kann und gleichzeitig eine für die in einem Expansionsventil vorliegenden hohen Drücke ausreichende druckstabile Verbindung bereitgestellt werden kann. Gleichzeitig kann aufgrund der Gasdichtigkeit des erfindungsgemäßen Ventils ein Einsatz in Fluidkreisläufen ermöglicht werden, bei welchen das Fluid zumindest teilweise in einer gasförmigen Phase vorliegt. Dabei kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff Fluid ein Medium verstanden werden, welches in Abhängigkeit der vorliegenden thermodynamischen Bedingungen sowohl in einer flüssigen Phase als auch in einer gasförmigen Phase vorliegen kann.The valve according to the invention with the features of the independent claims has the advantage that the housing can be manufactured simply and inexpensively and at the same time a pressure-stable connection which is sufficient for the high pressures present in an expansion valve can be provided. At the same time, the gas tightness of the valve according to the invention enables use in fluid circuits in which the fluid is at least partially in a gaseous phase. In the context of the present invention, the term fluid can be understood to mean a medium which, depending on the thermodynamic conditions present, can be present both in a liquid phase and in a gaseous phase.

Ferner kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff gasdicht insbesondere verstanden werden, dass die Verbindung frei von Lecks entsprechend der Definition der Leckagerate ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zur Bereitstellung der gasdichten Verbindung die Verstemmung eine Leckagerate aufweist, welche kleiner als 10-7 mbar l/s, vorzugsweise kleiner als 10-8 mbar l/s, besonders vorzugsweise kleiner als 5 * 10-8 mbar l/s ist. Diese Leckagerate entspricht näherungsweise einem Leckdurchmesser von 0,4µm pro 2mm Wanddicke und einem mittleren Gasverlust von näherungsweise 3cm3 Gas im Jahr, wobei die Leckagerate mit einem Prüfgasleckdetektor quantitativ ermittelt wird. Vorzugsweise findet hierbei Helium oder Wasserstoffformiergas als Prüfmedium Anwendung. Neben den Anforderungen an die Dichtigkeit beziehungsweise Leckagerate ist die gasdichte Verstemmung der beiden Gehäuseelemente in vorteilhafter Weise in der Lage, einem Gehäuseinnendruck von bis zu 90bar versagensfrei standhalten zu können.Furthermore, in the context of the present invention, the term gas-tight can in particular be understood to mean that the connection is free of leaks in accordance with the definition of the leakage rate. According to the invention, the caulking has a leakage rate which is less than 10 -7 mbar l / s, preferably less than 10 -8 mbar l / s, particularly preferably less than 5 * 10 -8 mbar l, in order to provide the gas-tight connection /s is. This leak rate approximately corresponds to a leak diameter of 0.4 µm per 2 mm wall thickness and an average gas loss of approximately 3 cm 3 gas per year, the leak rate being determined quantitatively with a test gas leak detector. Helium or hydrogen forming gas is preferably used as the test medium. In addition to the requirements for tightness or leakage rate, the gas-tight caulking of the two housing elements is advantageously able to withstand an internal pressure of up to 90 bar without failure.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der unabhängigen Merkmale.The measures listed in the subclaims result in advantageous further developments and improvements in the independent features.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das erste Gehäuseelement als Ventilgehäuse ausgebildet ist, in welchem zumindest ein Ventilmittel auf einem Ventilschaft angeordnet ist, wobei das Ventilgehäuse zumindest zwei erste Öffnungen und zumindest eine zweite Öffnung aufweist und wobei das zweite Gehäuseelement auf zumindest einer der Öffnungen angeordnet ist. Das Ventilmittel ist beweglich, vorzugsweise drehbar, innerhalb des Ventilgehäuses angeordnet. Abhängig von der Position des Ventilmittels, insbesondere der Drehposition innerhalb des Ventilgehäuses, ermöglicht dieses einen Fluidstrom durch die zwei ersten Öffnungen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass neben einer Durchströmung durch die zumindest zwei ersten Öffnungen weitere erste Öffnungen und somit auch weitere Ventilstellungen und Durchströmungsmöglichkeiten vorgesehen sind.An advantageous development of the invention provides that the first housing element is designed as a valve housing, in which at least one valve means is arranged on a valve stem, the valve housing having at least two first openings and at least one second opening, and the second housing element on at least one of the Openings is arranged. The valve means is arranged to be movable, preferably rotatable, within the valve housing. Depending on the position of the valve means, in particular the rotational position within the valve housing, this enables a fluid flow through the first two openings. Of course, it is also conceivable that in addition to a flow through the at least two first openings, further first openings and thus also further valve positions and flow options are provided.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass das zweite Gehäuseelement als Zulauf und/oder Ablauf für ein Fluid des Fluidkreislaufes und/oder als Deckel mit Durchführung für den Ventilschaft durch die zumindest eine Öffnung ausgebildet ist. Es ist somit vorgesehen, dass der Zulauf oder ein Zulaufkanal oder ein Zulaufrohr oder ein Zulaufflansch und alternativ hierzu oder zusätzlich auch der entsprechende Ablauf, oder Ablaufrohr oder Ablaufkanal, oder ein Ablaufflansch entsprechend gasdicht mit dem ersten Gehäuseelement verstemmt sind. Alternativ hierzu oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass ein Deckel, durch welchen ein Ventilschaft durchgeführt ist, gasdicht mit dem ersten Gehäuseelement verstemmt ausgebildet ist.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is further provided that the second housing element is designed as an inlet and / or outlet for a fluid of the fluid circuit and / or as a cover with a passage for the valve stem through the at least one opening. It is thus provided that the inlet or an inlet channel or an inlet pipe or an inlet flange and, alternatively or additionally, the corresponding outlet, or outlet pipe or outlet channel, or an outlet flange are appropriately gas-tightly caulked to the first housing element. As an alternative to this or in addition, it is also conceivable that a cover, through which a valve stem is passed, is designed to be gas-tightly caulked with the first housing element.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einem Ventilschaft insbesondere eine Welle verstanden werden, die als Leitstützstruktur die Bewegung des elektrischen Antriebes auf das Ventilmittel überträgt. Vorzugsweise ist es hierzu vorgesehen, dass das Ventilmittel auf dem Ventilschaft angeordnet, insbesondere befestigt ist. In the context of the present invention, a valve stem can in particular be understood to be a shaft which, as a guide support structure, transmits the movement of the electric drive to the valve means. For this purpose, it is preferably provided that the valve means is arranged, in particular fastened, on the valve stem.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Öffnungen, auf welchen das entsprechende zweite Gehäuseelement angeordnet und gasdicht verstemmt ist, einen abgerundeten, insbesondere kreisförmigen Öffnungsquerschnitt aufweisen. Ein derart ausgebildetes Gehäuse lässt sich besonders einfach und kostengünstig mit einem hohlzylinderförmigen Verstemmstempel gasdicht verstemmen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einem abgerundeten Öffnungsquerschnitt insbesondere ein Querschnitt zu verstehen, dessen Öffnungskontur einer Funktion folgt, welche an jeder Zelle des Umfangs differenzierbar ist.An advantageous development of the invention provides that the openings on which the corresponding second housing element is arranged and caulked in a gastight manner have a rounded, in particular circular, opening cross section. A housing designed in this way can be caulked in a gas-tight manner in a particularly simple and cost-effective manner with a hollow cylindrical caulking punch. In the context of the present invention, a rounded opening cross section is to be understood in particular as a cross section whose opening contour follows a function which can be differentiated on each cell of the circumference.

Das erfindungsgemäße Ventil beziehungsweise eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Gehäuseelement zumindest im Bereich der Verstemmung aus einem Material ausgebildet ist, welches eine höhere Druckfestigkeit aufweist als das Material des zweiten Gehäuseelementes im Bereich der Verstemmung. Eine solche Materialpaarung ermöglicht es, eine erfindungsgemäße, im Wesentlichen gasdichte Verbindung der hier zur Rede stehenden Art bereitzustellen und gleichzeitig die Materialbelastungen auf die Gehäuseelemente des Gehäuses in vorteilhafter Weise zu minimieren.The valve according to the invention or an advantageous development is characterized in that the first housing element is formed, at least in the region of the caulking, from a material which has a higher compressive strength than the material of the second housing element in the region of the caulking. Such a pairing of materials makes it possible to provide an essentially gas-tight connection according to the invention of the type in question here and at the same time advantageously to minimize the material loads on the housing elements of the housing.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann eine höhere Druckfestigkeit des ersten Gehäuseelementes insbesondere dadurch bereitgestellt werden, dass das erste Gehäuseelement nach der Umformung, insbesondere nach dem Strangpressen einem zusätzlichen Wärmebehandlungsschritt unterzogen wird. Vorzugsweise wird das erste Gehäuseelement hierbei in einem zusätzlichen Wärmebehandlungsschritt lösungsgeglüht und warmausgelagert. Vorzugsweise umfasst das erste Gehäuseelement eine Aluminium-Knetlegierung der 6000er-Legierungsfamilie, wobei das Lösungsglühen bei Temperaturen über 500° stattfindet, sodass die Legierungselemente im Aluminiumkristall gelöst werden. Eine geringere Druckfestigkeit des zweiten Gehäuseelementes, insbesondere des Deckels, gegenüber dem ersten Gehäuseelement kann insbesondere durch Variation der Legierungswerkstoffe und Anteile, sowie Art und Dauer der Wärmenachbehandlung eingestellt werden.According to an advantageous development of the invention, a higher compressive strength of the first housing element can be provided in particular in that the first housing element is subjected to an additional heat treatment step after the shaping, in particular after the extrusion. The first housing element is preferably solution-annealed and heat-aged in an additional heat treatment step. The first housing element preferably comprises a wrought aluminum alloy of the 6000 family of alloys, the solution annealing taking place at temperatures above 500 °, so that the alloy elements are dissolved in the aluminum crystal. A lower compressive strength of the second housing element, in particular of the cover, compared to the first housing element can be set in particular by varying the alloy materials and proportions, as well as the type and duration of the heat treatment.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das zweite Gehäuseelement im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist und zumindest eine der Öffnungen einen der Außenseite zugewandten, in der Mantelfläche des ersten Gehäuseelementes angeordneten, umlaufenden Absatz aufweist. An diesem Absatz liegt das zweite Gehäuseelement vor der Verstemmung formschlüssig an, wodurch eine optimale Ausrichtung der beiden Gehäuseelemente zueinander vor dem Verstemmen bereitgestellt werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei einem derartigen Absatz um eine Bohrungsstufe, das heißt, der Absatz weist eine im Wesentlichen kreisförmige Kontur auf.An advantageous development of the invention provides that the second housing element is substantially hollow-cylindrical and at least one of the openings has a circumferential shoulder facing the outside and arranged in the outer surface of the first housing element. The second housing element bears positively on this shoulder before the caulking, whereby an optimal alignment of the two housing elements to one another can be provided before the caulking. Such a step is preferably a bore step, that is to say the step has an essentially circular contour.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement im Bereich des umlaufenden Absatzes in Öffnungsrichtung im Wesentlichen bündig, insbesondere eben abschließen, wobei sich vorzugsweise die Abschlussfläche im Wesentlichen rechtwinklig zur Öffnungsrichtung erstreckt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einer Öffnungsrichtung eine sich ins unendliche erstreckende gedachte Gerade verstanden werden, welche insbesondere bei einer rotationssymmetrischen Öffnung als Symmetrieachse der Öffnung ausgebildet ist.According to an advantageous development of the invention, it is provided that the first housing element and the second housing element in the region of the circumferential shoulder are essentially flush, in particular even, in the opening direction, the end surface preferably extending essentially at right angles to the opening direction. In the context of the present invention, an opening direction can be understood to mean an imaginary straight line which extends to the infinite, which is formed in particular in the case of a rotationally symmetrical opening as the axis of symmetry of the opening.

Erfindungsgemäß bilden sowohl das erste Gehäuseelement als auch das zweite Gehäuseelement einer plastischen Materialverformung durch den Krafteintrag des Verstemmstempels eine Verstemmstelle aus, das heißt eine lokale Gefügeeinflusszone. Der Krafteintrag des Verstemmstempels erfolgt hierbei am ersten Gehäuseelement und alternativ hierzu oder zusätzlich auch am zweiten Gehäuseelement. Nach dem Verstemmen des Gehäuses wird der Verstemmstempel vom Gehäuse entfernt, wobei an den entsprechenden Gehäuseelementen aufgrund der plastischen Verformung ein Verstemmstempeleindruck verbleibt, welcher im Folgenden als Verstemmstempelauflagefläche bezeichnet wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Auflagefläche rechtwinklig zur Öffnungsrichtung, das heißt im Wesentlichen parallel zur Abschlussfläche angeordnet.According to the invention, both the first housing element and the second housing element of plastic material deformation due to the force input of the caulking die form a caulking point, that is to say a local structural influence zone. The force of the caulking punch is applied to the first housing element and alternatively or additionally to the second housing element. After caulking the housing, the caulking stamp is removed from the housing, a caulking stamp impression remaining on the corresponding housing elements due to the plastic deformation, which is referred to below as caulking stamp contact surface. According to an advantageous embodiment of the invention, the support surface is arranged at right angles to the opening direction, that is to say essentially parallel to the end surface.

Unter „im Wesentlichen parallel“ beziehungsweise darunter, dass eine erste Fläche weitgehend parallel zu einer zweiten Fläche angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die erste Fläche mit der zweiten Fläche einen Winkel einschließt, der nicht mehr als 7°, vorteilhaft nicht mehr als 5°, besonders vorteilhaft nicht mehr als 2° von 0° abweicht.“Essentially parallel” or below that a first surface is arranged largely parallel to a second surface should be understood in particular to mean that the first surface forms an angle with the second surface that does not exceed 7 °, advantageously not more than 5 °, particularly advantageously does not deviate by more than 2 ° from 0 °.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, dass die Verstemmstempelauflagefläche unter einem Winkel zwischen 5° und 15° zur Anlagefläche, das heißt unter einem Winkel zwischen 5° und 15° zur Vertikalen auf der Öffnungsrichtung angeordnet ist. Eine solche winklige Anordnung des Verstemmstempels beziehungsweise der Verstemmstempelauflagefläche ermöglicht in vorteilhafter Weise die Ausbildung einer besonders gasdichten und druckstabilen Verstemmstelle.An advantageous development of the invention further provides that the caulking support surface is arranged at an angle between 5 ° and 15 ° to the contact surface, that is at an angle between 5 ° and 15 ° to the vertical in the opening direction. Such an angular arrangement of the caulking punch or Caulking ram support surface advantageously enables the formation of a particularly gas-tight and pressure-stable caulking point.

Eine besonders gasdichte und druckstabile Verbindung zwischen den beiden Gehäuseelementen des Ventils kann insbesondere dadurch bereitgestellt werden, dass der Verlauf der Grenzfläche der beiden Gehäuseelemente im Bereich der Verstemmstelle in einer in Öffnungsgsrichtung angeordneten Querschnittsebene zumindest zwei Wendepunkte aufweist, das heißt, dass der Verlauf der Grenzfläche zumindest zwei Bogenwechsel aufweist. Eine derart ausgebildete Verstemmstelle weist in vorteilhafter Weise zwei Verstemmzonen auf, in welchen vorzugsweise die Druckspannung größer als 100 MPa ist. Aufgrund der zusätzlichen Verstemmzone kann die Gasdichtigkeit erhöht beziehungsweise die Leckagerate gesenkt werden und zusätzlich hierzu die Druckfestigkeit der Verbindung in vorteilhafter Weise verbessert werden.A particularly gas-tight and pressure-stable connection between the two housing elements of the valve can be provided in particular in that the course of the interface of the two housing elements in the region of the caulking point in a cross-sectional plane arranged in the opening direction has at least two turning points, that is to say that the course of the interface at least has two bends. A caulking point designed in this way advantageously has two caulking zones, in which the compressive stress is preferably greater than 100 MPa. Due to the additional caulking zone, the gas tightness can be increased or the leakage rate can be reduced and, in addition, the pressure resistance of the connection can be improved in an advantageous manner.

Ein derart ausgebildeter Grenzflächenverlauf zwischen den Gehäuseelementen kann insbesondere dadurch bereitgestellt werden, dass am zweiten Gehäuseelementes eine randseitig offene, dem ersten Gehäuseelement zugewandte Umfangsausgleichsnut ausgebildet ist, welche wiederum eine an der dem ersten Gehäuseelement zugewandten Seitenfläche angeordnete, umlaufende Ausgleichsaussparung aufweist. Mit anderen Worten dadurch, dass am Umfang des zweiten Gehäuseelementes eine Doppelstufe angeordnet ist. Beim Verstemmen im Bereich einer solchen Doppelstufe kann in vorteilhafter Weise ein Grenzflächenverlauf mit zumindest zwei Wendepunkten bereitgestellt werden. Erfindungsgemäß kann die Ausgleichsaussparung einen rechteckigen, konkav oder konvex gewölbten Querschnitt aufweisen oder im Sinne einer Abschrägung ausgebildet sein.Such a course of the boundary surface between the housing elements can be provided in particular by the fact that on the second housing element an edge-open, circumferential compensation groove facing the first housing element is formed, which in turn has a circumferential compensation recess arranged on the side surface facing the first housing element. In other words, by arranging a double step on the circumference of the second housing element. When caulking in the area of such a double step, an interface course with at least two turning points can advantageously be provided. According to the invention, the compensation recess can have a rectangular, concave or convex arched cross-section or be designed in the sense of a bevel.

Eine möglichst geringe Belastung der Gehäuseelemente bei gleichzeitiger Bereitstellung einer ausreichend gasdichten und druckstabilen Verbindung kann insbesondere dadurch bereitgestellt werden, dass das Verhältnis zwischen der axialen Verstemmkraft und der Höhe der Umfangsaugleichnut in Öffnungsrichtung zwischen 55kN/mm und 75kN/mm, vorzugsweise zwischen 60kN/mm und 70kN/mm, besonders vorzugsweise im Wesentlichen zumindest näherungsweise im Bereich von 65kN/mm liegt.The lowest possible load on the housing elements with simultaneous provision of a sufficiently gas-tight and pressure-stable connection can in particular be provided in that the ratio between the axial caulking force and the height of the circumferential equal groove in the opening direction is between 55 kN / mm and 75 kN / mm, preferably between 60 kN / mm and 70kN / mm, particularly preferably essentially at least approximately in the range of 65kN / mm.

Zeichnungendrawings

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Ventils dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Exemplary embodiments of a valve according to the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen

  • 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ventils,
  • 2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittverlaufslinie A-A des Gehäuses entsprechend 1 vor dem Verstemmen,
  • 3a eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes des Gehäuses gemäß einer ersten Ausführungsform vor dem Verstemmen,
  • 3b eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes des Gehäuses gemäß der in 3a dargestellten Ausführungsform nach dem Verstemmen mit einem ebenen Verstemmstempel,
  • 3c eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes des Gehäuses gemäß der in 3a dargestellten Ausführungsform nach dem Verstemmen mit einem winkligen Verstemmstempel,
  • 4a eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes des Gehäuses gemäß einer zweiten Ausführungsform vor dem Verstemmen,
  • 4b eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes des Gehäuses gemäß einer dritten Ausführungsform vor dem Verstemmen,
  • 4c eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes des Gehäuses gemäß der in 4a dargestellten Ausführungsform nach dem Verstemmen mit einem ebenen Verstemmstempel.
Show it
  • 1 a perspective view of a valve according to the invention,
  • 2nd a sectional view taken along the section line AA of the housing accordingly 1 before caulking,
  • 3a 1 shows a sectional illustration of a section of the housing according to a first embodiment before caulking,
  • 3b a sectional view of a section of the housing according to the in 3a illustrated embodiment after caulking with a flat caulking punch,
  • 3c a sectional view of a section of the housing according to the in 3a illustrated embodiment after caulking with an angled caulking punch,
  • 4a 2 shows a sectional illustration of a section of the housing according to a second embodiment before caulking,
  • 4b 3 shows a sectional illustration of a section of the housing according to a third embodiment before caulking,
  • 4c a sectional view of a section of the housing according to the in 4a illustrated embodiment after caulking with a flat caulking stamp.

In den verschiedenen Ausführungsvarianten erhalten gleiche Teile die gleichen Bezugszahlen. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils 10 in einer perspektivischen Darstellung. Das Ventil weist, wie in 1 deutlich zu erkennen ist, ein erstes Gehäuseteil 12 und ein zweites Gehäuseteil 40 auf. Das erste Gehäuseteil 12 weist ein erstes Gehäuseelement 14 auf, welches gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als Ventilmittelgehäuse für ein Ventilmittel ausgebildet ist. Das Ventilmittel ist beweglich, insbesondere gegenüber dem Ventilmittelgehäuse drehbar ausgebildet. Insbesondere ist das Ventilmittel innerhalb des Ventilmittelgehäuses 14 angeordnet. Ferner weist das erste Gehäuseelement 14 einen Durchströmungsbereich auf, welcher von einem Fluid durchströmt wird. Wie in 1 zu erkennen ist, weist das erste Gehäuseelement 14 zumindest zwei erste Öffnungen 20, 22 auf, welche einen Einlass beziehungsweise einen Auslass für das Fluid in das Ventilmittelgehäuse ausbilden.In the different design variants, the same parts are given the same reference numbers. 1 shows a first embodiment of a valve according to the invention 10th in a perspective view. The valve has, as in 1 A first housing part can be clearly seen 12th and a second housing part 40 on. The first housing part 12th has a first housing element 14 on, which is designed according to an embodiment of the invention as a valve means housing for a valve means. The valve means is movable, in particular rotatable relative to the valve means housing. In particular, the valve means is inside the valve means housing 14 arranged. Furthermore, the first housing element 14 a flow area through which a fluid flows. As in 1 can be seen, the first housing element 14 at least two first openings 20th , 22 on, which form an inlet or an outlet for the fluid in the valve means housing.

Wie in 1 deutlich zu erkennen ist, ist auf dem ersten Gehäuseteil 12 ein zweites Gehäuseteil 40 angeordnet, welches als Aktuatorgehäuse des Ventils ausgebildet ist. Gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist das Aktuatorgehäuse 40 zwei Aktuatorgehäuseteile 42, 44 auf, innerhalb derer ein elektrischer Antrieb (hier nicht dargestellt) angeordnet ist. Ein solcher elektrischer Antrieb kann insbesondere als Schrittmotor, bürstenloser Motor oder Bürstenmotor ausgebildet sein.As in 1 is clearly visible, is on the first housing part 12th a second housing part 40 arranged, which is designed as an actuator housing of the valve. According to the in 1 Embodiment of the invention shown has the actuator housing 40 two actuator housing parts 42 , 44 on, within which an electric drive (not shown here) is arranged. Such an electrical Drive can be designed in particular as a stepper motor, brushless motor or brush motor.

Neben dem elektrischen Antrieb ist innerhalb des Aktuatorgehäuses 40 ein Getriebe angeordnet, welches die Bewegung des elektrischen Antriebes auf einen entsprechenden Ventilschaft 46 überträgt. Im Aktuatorgehäuse 40 ist ferner eine Motorelektronik zur Ansteuerung des elektrischen Antriebs angeordnet. Auf dem Ventilschaft 46 ist das Ventilmittel angeordnet. Der Ventilschaft 46 durchgreift eine zweite Öffnung 24 des ersten Gehäuseelementes 14.In addition to the electric drive is inside the actuator housing 40 a gearbox is arranged, which the movement of the electric drive on a corresponding valve stem 46 transmits. In the actuator housing 40 Motor electronics for controlling the electric drive are also arranged. On the valve stem 46 the valve means is arranged. The valve stem 46 passes through a second opening 24th of the first housing element 14 .

Zur Abdichtung des Durchströmungsbereiches des Fluides ist auf der zweiten Öffnung 22 ein als Deckel ausgebildetes, zweites Gehäuseelement 16 angeordnet. Das zweite Gehäuseelement 16 weist dabei eine konzentrische Bohrung auf, durch welche der Ventilschaft 46 in das erste Gehäuseelement 14 hineinragt.To seal the flow area of the fluid is on the second opening 22 a second housing element designed as a cover 16 arranged. The second housing element 16 has a concentric bore through which the valve stem 46 in the first housing element 14 protrudes.

Gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist das erste, als Ventilmittelgehäuse ausgebildete Gehäuseelement 14 als Ventilmittelblock ausgebildet. Ein solcher Ventilmittelblock ist vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet.According to the in 1 The embodiment of the invention shown is the first housing element designed as a valve center housing 14 designed as a valve block. Such a valve center block is preferably made of aluminum or an aluminum alloy.

2 zeigt einen Schnitt durch das erste Gehäuseteil 12 gemäß 1 vor der Verstemmung. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in 2 der Ventilschaft 46 sowie das auf dem Ventilschaft 46 angeordnete Ventilmittel nicht dargestellt. Wie in 2 deutlich zu erkennen ist, weist das erste Gehäuseteil 12 ein erstes Gehäuseelement 14 und ein zweites Gehäuseelement 16 auf. Das erste Gehäuseelement 14 ist als Ventilmittelgehäuse ausgebildet und nimmt das Ventilmittel auf. 2nd shows a section through the first housing part 12th according to 1 before caulking. For reasons of clarity, in 2nd the valve stem 46 as well as that on the valve stem 46 arranged valve means not shown. As in 2nd The first housing part clearly shows 12th a first housing element 14 and a second housing element 16 on. The first housing element 14 is designed as a valve means housing and accommodates the valve means.

Wie in 2 deutlich zu erkennen ist, weist das erste Gehäuseelement 14 sowohl erste Öffnungen 20 als auch eine zweite Öffnung 22 auf. Aufgrund des gewählten Schnittes ist in 2 lediglich eine erste Öffnung 20 dargestellt, welche als Auslass für das aus dem Durchströmungsbereich 18 ausströmende Fluid bildet. Erfindungsgemäß ist es jedoch vorgesehen, dass das erste Gehäuseelement 14 zumindest eine weitere erste Öffnung 20 aufweist, welche als Einlass für das einströmende Fluid ausgebildet ist. Die zweite Öffnung wird im montierten Zustand des Akturatorgehäuses 40 in Längsrichtung durchgriffen. Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind sowohl die ersten Öffnungen 20 als auch die zweite Öffnung 22 rotationssymmetrisch zur Öffnungsrichtung 28 ausgebildet, wobei vorzugsweise die Öffnungen 20, 22 als Bohrungen im ersten Gehäuseelement 14 ausgebildet sind. Vorzugsweise stehen hierbei die Öffnungsrichtungen 28 der ersten Öffnungen 20 senkrecht auf der Öffnungsrichtung 28 der zweiten Öffnung 22.As in 2nd can be clearly seen, the first housing element 14 both first openings 20th as well as a second opening 22 on. Due to the chosen cut is in 2nd just a first opening 20th shown as an outlet for the out of the flow area 18th outflowing fluid forms. According to the invention, however, it is provided that the first housing element 14 at least one other first opening 20th has, which is designed as an inlet for the inflowing fluid. The second opening is in the assembled state of the acturator housing 40 penetrated in the longitudinal direction. According to the in 2nd illustrated embodiment of the invention are both the first openings 20th as well as the second opening 22 rotationally symmetrical to the opening direction 28 formed, preferably the openings 20th , 22 as holes in the first housing element 14 are trained. The opening directions are preferably in this case 28 the first openings 20th perpendicular to the opening direction 28 the second opening 22 .

Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist sowohl auf der ersten Öffnung 20 als auch auf der zweiten Öffnung 22 ein zweites Gehäuseelement 16 angeordnet. Die zweiten Gehäuseelemente 16 weisen dabei eine im wesentlichen hohlzylinderförmige Kontur auf. Das auf der ersten Öffnung 20 angeordnete, zweite Gehäuseelement 20 bildet den Ablauf beziehungsweise das Ablaufrohr für das Fluid. Das auf der zweiten Öffnung 22 angeordnete, zweite Gehäuseelement 16 ist als flacher, scheibenförmiger Hohlzylinder ausgebildet und verschließt als Deckel das erste Gehäuseelement 14 in Richtung des Aktuatorgehäuses 40. Zur Durchführung des Ventilschaftes 46 weist das auf der zweiten Öffnung 22 angeordnete zweite Gehäuseelement 16 eine als Bohrung, vorzugsweise als konzentrische Bohrung, ausgebildete Ventilschaftdurchführung 48 auf. Vorzugsweise sind hierbei die Öffnungsrichtung 28 und die Ventilschaftlängsachse achsparallel angeordnet. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht die Öffnungsrichtung 28 der Ventilschaftlängsachse.According to the in 2nd illustrated embodiment of the invention is both on the first opening 20th as well as on the second opening 22 a second housing element 16 arranged. The second housing elements 16 have an essentially hollow cylindrical contour. That at the first opening 20th arranged, second housing element 20th forms the drain or the drain pipe for the fluid. That on the second opening 22 arranged, second housing element 16 is designed as a flat, disc-shaped hollow cylinder and closes the first housing element as a cover 14 towards the actuator housing 40 . To carry out the valve stem 46 indicates that on the second opening 22 arranged second housing element 16 a valve stem bushing designed as a bore, preferably as a concentric bore 48 on. The opening direction is preferred here 28 and the valve stem longitudinal axis arranged axially parallel. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the opening direction corresponds 28 the longitudinal axis of the valve stem.

Erfindungsgemäß kann sowohl das auf der ersten Öffnung 20 angeordnete, zweite Gehäuseelement 16 und alternativ hierzu oder zusätzlich auch das auf der zweiten Öffnung 22 angeordnete zweite Gehäuseelement 16 mit dem ersten Gehäuseelement 14 gasdicht verstemmt werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird jedoch in 2 und den folgenden 3 bis 5 lediglich die Verstemmung des auf der zweiten Öffnung 22 angeordneten Deckels dargestellt und näher erläutert.According to the invention, both that on the first opening 20th arranged, second housing element 16 and alternatively or additionally that on the second opening 22 arranged second housing element 16 with the first housing element 14 be caulked gastight. For reasons of clarity, however, in 2nd and the following 3rd to 5 only the caulking on the second opening 22 arranged lid shown and explained in more detail.

Wie in 2 zu erkennen ist, weist die Öffnung 22 einen der Außenseite zugewandten, in der Mantelfläche des ersten Gehäuseelementes 14 angeordneten, umlaufenden Absatz 30, welcher gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung als Bohrungsstufe ausgebildet ist. 2 zeigt das Gehäuse 12 vor der Verstemmung mit einem Verstemmwerkzeug 50 in Form eines Verstemmstempels. Wie in 2 zu erkennen ist, liegt das zweite Gehäuseelement 16 vor der Verstemmung zumindest abschnittsweise formschlüssig am umlaufenden Absatz 30 an, sodass die beiden Gehäuseelemente 14, 16 zueinander vor der Verstemmung eindeutig positioniert sind.As in 2nd the opening shows 22 one facing the outside, in the lateral surface of the first housing element 14 arranged, circumferential paragraph 30th which according to the in 2nd illustrated embodiment of the invention is designed as a bore step. 2nd shows the case 12th before caulking with a caulking tool 50 in the form of a caulking stamp. As in 2nd can be seen, the second housing element 16 before the caulking, at least in sections, form-fitting on the circumferential heel 30th so that the two housing elements 14 , 16 are clearly positioned to each other before the caulking.

Zur erfindungsgemäßen, gasdichten Verstemmung der Gehäuseelemente 14, 16 wird das Verstemmwerkzeug 50 mit einer definierten Verstemmkraft in Verstemmrichtung 52 auf die Gehäuseelemente 14, 16 gedrückt. Vorzugsweise erfolgt hierbei der Krafteintrag des Verstemmwerkzeuges 50 an der Mantelfläche des ersten Gehäuseelementes 14 und alternativ hierzu oder zusätzlich auch an der Mantelfläche des zweiten Gehäuseelementes 16, wobei sowohl das erste Gehäuseelement 14 als auch das zweite Gehäuseelement 16 infolge einer plastischen Materialverformung eine Verstemmstelle ausbilden. Eine besonders gasdichte Verstemmung kann hierbei dadurch bereitgestellt werden, dass das erste Gehäuseelement 14 zumindest im Bereich der Verstemmung aus einem Material ausgebildet ist, welches eine höhere Druckfestigkeit aufweist als das Material des zweiten Gehäuseelementes 16 im Bereich der Verstemmung. Eine solche höhere Druckfestigkeit des ersten Gehäuseelementes 14 kann insbesondere dadurch bereitgestellt werden, dass das erste Gehäuseelement 14 nach der Umformung, insbesondere nach dem Strangpressen, einem zusätzlichen Wärmebehandlungsschritt unterzogen wird. Vorzugsweise weist das erste Gehäuseelement 14 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung die Werkstoffzustandsbezeichnung T6, insbesondere T6.6, gemäß DIN EN 515 auf, das heißt das erste Gehäuseelement 14 wird lösungsgeglüht und warmausgelagert. Vorzugsweise umfasst das erste Gehäuseelement 14 eine Aluminium-Knetlegierung der 6000er-Legierungsfamilie, wobei das Lösungsglühen bei Temperaturen über 500° stattfindet, sodass die Legierungselemente im Aluminiumkristall gelöst werden. Eine geringere Druckfestigkeit des zweiten Gehäuseelementes 16, insbesondere des Deckels, gegenüber dem ersten Gehäuseelement 14 kann beispielsweise durch Variation der Legierungswerkstoffe und Anteile, sowie Art und Dauer der Wärmenachbehandlung eingestellt werden.For gas-tight caulking of the housing elements according to the invention 14 , 16 becomes the caulking tool 50 with a defined caulking force in the caulking direction 52 on the housing elements 14 , 16 pressed. The force input of the caulking tool is preferably carried out here 50 on the outer surface of the first housing element 14 and alternatively or additionally also on the lateral surface of the second housing element 16 , with both the first housing element 14 as well as the second housing element 16 as a result a caulking point after plastic deformation. A particularly gastight caulking can be provided in that the first housing element 14 at least in the region of the caulking is made of a material which has a higher compressive strength than the material of the second housing element 16 in the area of caulking. Such a higher compressive strength of the first housing element 14 can in particular be provided in that the first housing element 14 is subjected to an additional heat treatment step after the shaping, in particular after the extrusion. The first housing element preferably has 14 made of aluminum or an aluminum alloy T6 , in particular T6.6, according to DIN EN 515, that is the first housing element 14 is solution annealed and aged. The first housing element preferably comprises 14 a wrought aluminum alloy of the 6000 family of alloys, whereby the solution annealing takes place at temperatures above 500 °, so that the alloying elements are dissolved in the aluminum crystal. A lower compressive strength of the second housing element 16 , in particular the cover, relative to the first housing element 14 can be set, for example, by varying the alloy materials and proportions, as well as the type and duration of the heat treatment.

In den folgenden Figuren ist jeweils der in 2 eingezeichnete Ausschnitt der Verstemmstelle 54 in alternativen Ausführungen dargestellt. 3a zeigt den in 2 markierten Ausschnitt vor einer Verstemmung mit einem Verstemmwerkzeug 50. Gemäß der in 3a dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist die Öffnung 22 zur Öffnungsrichtung 28 einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen, beziehungsweise kreisrunden Querschnitt auf. Die Öffnung wird dabei in Öffnungsrichtung von einem als Deckel ausgebildeten, zweiten Gehäuseelement 16 abgeschlossen. Das zweite Gehäuseelement ist dabei vorzugsweise scheibenförmig beziehungsweise kreisringförmig ausgebildet und weist eine Durchführung 48 für den Ventilschaft 46 auf. Gemäß der in 3a dargestellten Ausführungsform weist die Öffnung 22 einen der Außenseite zugewandten, in der Mantelfläche des ersten Gehäuseelementes 14 angeordneten, umlaufenden Absatz 30 auf. Dieser umlaufende Absatz ist vorzugsweise als Bohrungsstufe ausgebildet. Wie erwähnt, ist in 3a der Zustand vor dem Einpressen des Verstemmstempels 50 dargestellt. Dabei liegt das deckelförmige erste Gehäuseelement 14 mit seinem radial äußeren Bereich formschlüssig im umlaufenden Absatz 30 an.In the following figures, the in 2nd drawn section of the caulking point 54 shown in alternative versions. 3a shows the in 2nd marked section before caulking with a caulking tool 50 . According to the in 3a illustrated embodiment of the invention has the opening 22 to the opening direction 28 an essentially rotationally symmetrical or circular cross section. The opening is in the opening direction by a second housing element designed as a cover 16 completed. The second housing element is preferably disc-shaped or annular and has a passage 48 for the valve stem 46 on. According to the in 3a illustrated embodiment has the opening 22 one facing the outside, in the lateral surface of the first housing element 14 arranged, circumferential paragraph 30th on. This circumferential shoulder is preferably designed as a bore step. As mentioned, is in 3a the condition before the caulking punch is pressed in 50 shown. The lid-shaped first housing element lies here 14 with its radially outer area in the circumferential heel 30th on.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung schließen die beiden Gehäuseelemente 14, 16 im Bereich dieses umlaufenden Absatzes 30 in Öffnungsrichtung 28 bündig miteinander ab. Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das zweite Gehäuseelement 16 in Öffnungsrichtung 28 über die Kontur des ersten Gehäuseelementes 16 hinaussteht. Vorzugsweise weisen sowohl das erste Gehäuseelement 14 und alternativ hierzu oder zusätzlich auch das zweite Gehäuseelement 16 an ihrer dem Aktuatorgehäuse 38 zugewandten Fläche eine ebene Anlagefläche 38 auf, welche vorzugsweise rechtwinklig zur Öffnungsrichtung 28 angeordnet ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the two housing elements close 14 , 16 in the area of this current paragraph 30th in the opening direction 28 flush with each other. An alternative embodiment of the invention provides that the second housing element 16 in the opening direction 28 over the contour of the first housing element 16 stands out. Both the first housing element preferably have 14 and alternatively or additionally the second housing element 16 at their the actuator housing 38 facing surface a flat contact surface 38 which is preferably perpendicular to the opening direction 28 is arranged.

Der Krafteintrag des Verstemmstempels 50 erfolgt gemäß der in 3a dargestellten Ausführungsform der Erfindung an der Mantelfläche beziehungsweise Anlagefläche 38 des ersten Gehäuseelementes 14, wobei sowohl das erste Gehäuseelement 14 als auch das zweite Gehäuseelement 16 infolge einer plastischen Materialverformung eine Verstemmstelle 56 ausbilden. Wie in 3a deutlich zu erkennen ist, weist das zweite Gehäuseelement an seinem radialen Außenbereich eine randseitig offene Umfangsausgleichsnut 58 auf. Diese ist gemäß der in 3a dargestellten Ausführungsform der Erfindung als Stufe am radial außenliegenden Rand umlaufend in der Mantelfläche des zweiten Gehäuseelementes 16 eingebracht. Beim Verstemmen wird der Gehäusewerkstoff des ersten Gehäuseelementes 14 durch plastische Verformung in diese Umfangsausgleichnut 58 verdrängt. Der verdrängte Werkstoff bildet somit einen umlaufenden Verstemmbund 60, welcher in die Umfangsausgleichnut greift.The force of the caulking punch 50 takes place according to the in 3a Embodiment of the invention shown on the lateral surface or contact surface 38 of the first housing element 14 , with both the first housing element 14 as well as the second housing element 16 a caulking point due to plastic material deformation 56 form. As in 3a can be clearly seen, the second housing element has on its radial outer region a circumferential compensation groove that is open on the edge 58 on. This is according to the in 3a Embodiment of the invention shown as a step on the radially outer edge circumferentially in the lateral surface of the second housing element 16 brought in. When caulking the housing material of the first housing element 14 through plastic deformation in this circumferential compensation groove 58 repressed. The displaced material thus forms a circumferential caulking band 60 which engages in the circumferential compensation groove.

Der gemäß der in 3a dargestellten Ausführungsform verwendete Verstemmstempel 50 weist eine Verstemmstempelfläche 62 auf, welche im Wesentlichen parallel zur Anlagefläche 38 ausgebildet ist. 3b zeigt die in 3a dargestellte Ausführungsform der Erfindung nach dem Verstemmen. Aufgrund des parallel zur Anlagefläche 38 ausgerichteten Verstemmstempels 50 weist das erste Gehäuseelement 14 eine zur Verstemmstempelfläche 62 des Verstemmstempels 50 korrespondierende Verstemmstempelauflagefläche 64 auf, welche im Wesentlichen parallel zur Anlagefläche 38 des ersten Gehäuseelementes 38 ausgebildet ist. 3b zeigt ein bereits verstemmtes Gehäuse 12 entsprechend der in 3b dargestellten Ausführungsform mit dem Unterschied, dass der Verstemmstempel 50 eine Verstemmstempelfläche 62, welche unter einem Winkel von näherungsweise 7° zur Erstreckungsrichtung der Anlagefläche 38 ausgerichtet ist. Wie in 3c deutlich zu erkennen ist, weist das erste Gehäuseelement 14 nach der Verstemmung eine Verstemmstempelauflagefläche 64 auf, welche unter diesem Winkel zur Anlagefläche 38 des ersten Gehäuseelementes 14 ausgerichtet ist. Eine solche winklige Verstemmstempelfläche 62 beziehungsweise Verstemmstempelauflagefläche 64 ermöglicht in vorteilhafter Weise die Ausbildung einer besonders gasdichten Verstemmung aufgrund der Ausbildung einer optimierten Verstemmstelle 56.According to the in 3a illustrated embodiment used caulking stamp 50 has a caulking surface 62 on which is essentially parallel to the contact surface 38 is trained. 3b shows the in 3a illustrated embodiment of the invention after caulking. Because of the parallel to the contact surface 38 aligned caulking stamp 50 has the first housing element 14 one to the caulking area 62 the caulking stamp 50 Corresponding caulking stamp contact surface 64 on which is essentially parallel to the contact surface 38 of the first housing element 38 is trained. 3b shows an already caulked housing 12th according to the in 3b illustrated embodiment with the difference that the caulking 50 a caulking stamp area 62 , which is at an angle of approximately 7 ° to the direction of extension of the contact surface 38 is aligned. As in 3c can be clearly seen, the first housing element 14 after the caulking a caulking pad support surface 64 on which at this angle to the contact surface 38 of the first housing element 14 is aligned. Such an angled caulking surface 62 or caulking pad contact surface 64 advantageously enables the formation of a particularly gastight caulking due to the formation of an optimized caulking point 56 .

4a, 4b und 4c zeigen jeweils den in den 3a bis 3c dargestellten Ausschnitt des Gehäuses 12 gemäß weiterer alternativer Ausführungsformen, wobei in den 4a und 4b jeweils ein Zustand vor dem Verstemmen, und in 4c das in 4a dargestellte Ventil 10 in einem verstemmten Zustand abgebildet ist. 4a und 4b zeigen jeweils den in 3a abgebildeten Gehäuseausschnitt mit dem Unterscheid, dass die Umfangsausgleichnut 58 eine an der dem ersten Gehäuseelement 14 zugewandten, radialen Seitenfläche angeordnete, umlaufende Ausgleichsaussparung 66 aufweist. Gemäß der in 4a dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist die Ausgleichsaussparung 66 einen rinnenförmigen Querschnitt auf, wobei der Aussparungsgrund einen Radius aufweist. 4b zeigt eine alternative Ausführungsform der Ausgleichsaussparung 66, welche als Ausgleichsschräge beziehungsweise Ausgleichsfase ausgebildet ist und einen Öffnungswinkel α zur Öffnungsrichtung 28 von vorzugsweise zwischen 15° und 35°, besonders vorzugsweise von näherungsweise 30° aufweist. 4a , 4b and 4c each show the in the 3a to 3c shown section of the housing 12th according to further alternative embodiments, wherein in the 4a and 4b a state before caulking, and in 4c this in 4a valve shown 10th is shown in a caulked state. 4a and 4b each show the in 3a shown housing cutout with the difference that the circumferential compensation groove 58 one on the first housing element 14 facing, radial side surface arranged, circumferential compensation recess 66 having. According to the in 4a illustrated embodiment of the invention has the compensation recess 66 a channel-shaped cross section, the recess base having a radius. 4b shows an alternative embodiment of the compensation recess 66 , which is designed as a compensation slope or compensation chamfer and an opening angle α to the opening direction 28 of preferably between 15 ° and 35 °, particularly preferably of approximately 30 °.

Selbstverständlich sind auch andere Konturen für derartige Ausgleichsaussparungen 66 denkbar. So ist es beispielsweise auch denkbar, dass die Ausgleichsaussparung 66 im Sinne einer zusätzlichen Bohrungsstufe einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Überdies ist es auch denkbar, dass die Ausgleichsaussparung 66 am ersten Gehäuseelement 16 im Bereich der Verstemmstelle 56 ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, dass die Ausgleichsaussparung 66 im Sinne eines Hinterschnittes in Radialrichtung, das heißt, in Richtung quer zur Öffnungsrichtung 28 in das Gehäusematerial des ersten Gehäuseelementes 14 und alternativ hierzu oder zusätzlich des zweiten Gehäuseelementes 16 eingreift.Of course, there are other contours for such compensation recesses 66 conceivable. For example, it is also conceivable that the compensation recess 66 has an essentially rectangular cross section in the sense of an additional bore step. Furthermore, it is also conceivable that the compensation recess 66 on the first housing element 16 in the caulking area 56 is trained. It is also conceivable that the compensation recess 66 in the sense of an undercut in the radial direction, that is, in the direction transverse to the opening direction 28 in the housing material of the first housing element 14 and alternatively or additionally of the second housing element 16 intervenes.

Eine solche Ausgleichsaussparung 66 ermöglicht in vorteilhafter Weise die Bereitstellung einer besonders gasdichten Verbindung mit einer möglichst geringen Leckagerate, welche insbesondere gegenüber einem Innendruck besonders druckstabil ausgebildet ist. 4c zeigt beispielhaft für die Ausführungsform der Ausgleichsaussparung 66 gemäß 4a den verstemmten Zustand. Wie in 4c deutlich zu erkennen ist, folgt die Grenzfläche 68 der beiden Gehäuseelemente 14, 16 im Bereich der Verstemmstelle 56 im Querschnitt einer Funktion, welche zumindest zwei Wendepunkte aufweist. Das heißt, der Grenzflächenverlauf ändert zumindest zwei Mal sein Krümmungsverhalten. Auf diese Weise kann sich in besonders vorteilhafter Weise durch den Verstemmvorgang eine zweite Kontaktzone ausbilden, wodurch eine besonders druckstabile und gasdichte Verbindung zwischen den Gehäuseelementen 14, 16 bereitgestellt werden kann.Such a compensation recess 66 advantageously makes it possible to provide a particularly gas-tight connection with the lowest possible leakage rate, which is particularly pressure-stable in relation to an internal pressure. 4c shows an example of the embodiment of the compensation recess 66 according to 4a the caulked state. As in 4c the interface follows clearly 68 of the two housing elements 14 , 16 in the caulking area 56 in cross section of a function which has at least two turning points. This means that the course of the interface changes its curvature behavior at least twice. In this way, a second contact zone can be formed in a particularly advantageous manner by the caulking process, as a result of which a particularly pressure-stable and gas-tight connection between the housing elements 14 , 16 can be provided.

Gemäß der in 4c dargestellten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Höhe 70 der Umfangsnut in Öffnungsrichtung näherungsweise 1,5 mm. Bei einer Verstemmkraft von näherungsweise 100kN liegt das Verhältnis zwischen der axialen Verstemmkraft und der Höhe 70 der Umfangsaugleichnut 58 in Öffnungsrichtung 28 zwischen 55kN/mm und 75kN/mm, vorzugsweise zwischen 60kN/mm und 70kN/mm, besonders vorzugsweise im Wesentlichen zumindest näherungsweise im Bereich von 65kN/mm. Die axiale Verstemmhöhe 72, das heißt eine Eindringtiefe des Verstemmstempels 50 in das Gehäusematerial in Öffnungsrichtung 28 liegt näherungsweise bei 0,5 mm. Die Einstellung einer solchen Verstemmkraft im Verhältnis zur Gehäusegeometrie ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise die Bereitstellung einer besonders druckstabilen Verbindung, deren Leckagerate besonders klein ist.According to the in 4c illustrated embodiment of the invention is the height 70 the circumferential groove approximately 1.5 mm in the opening direction. With a caulking force of approximately 100 kN, the relationship between the axial caulking force and the height 70 the circumferential equal groove 58 in the opening direction 28 between 55kN / mm and 75kN / mm, preferably between 60kN / mm and 70kN / mm, particularly preferably essentially at least approximately in the range of 65kN / mm. The axial caulking height 72 , that is, a penetration depth of the caulking punch 50 in the housing material in the opening direction 28 is approximately 0.5 mm. The setting of such a caulking force in relation to the housing geometry enables, in a particularly advantageous manner, the provision of a particularly pressure-stable connection, the leakage rate of which is particularly small.

Claims (13)

Ventil (10), insbesondere Expansionsventil, zur Steuerung eines Fluidkreislaufes, aufweisend ein Gehäuse (12) mit zumindest einem ersten Gehäuseelement (14) und einem zweiten Gehäuseelement (16), wobei das Ventil (10) Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseelemente (12, 14) miteinander im Wesentlichen gasdicht verstemmt sind.Valve (10), in particular expansion valve, for controlling a fluid circuit, comprising a housing (12) with at least a first housing element (14) and a second housing element (16), the valve (10) comprising aluminum or an aluminum alloy, characterized in that that the housing elements (12, 14) are caulked to one another in an essentially gas-tight manner. Ventil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckagerate zwischen dem ersten Gehäuseelement (14) und dem zweiten Gehäuseelement (16), insbesondere im Bereich der gasdichten Verstemmung kleiner als 10-9 Pa m3/s, vorzugsweise kleiner als 10-11 Pa m3/s, besonders vorzugsweise kleiner als 10-13 Pa m3/s ist.Valve (10) after Claim 1 , characterized in that the leakage rate between the first housing element (14) and the second housing element (16), in particular in the area of the gas-tight caulking less than 10 -9 Pa m 3 / s, preferably less than 10 -11 Pa m 3 / s , particularly preferably less than 10 -13 Pa m 3 / s. Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseelement (14) als Ventilgehäuse ausgebildet ist, in welchem zumindest ein Ventilmittel auf einem Ventilschaft angeordnet ist, wobei das Ventilgehäuse zumindest zwei erste Öffnungen (20) und zumindest eine zweite Öffnung (22) aufweist und wobei das zweite Gehäuseelement (16) auf zumindest einer der Öffnungen (20,22) angeordnet ist.Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first housing element (14) is designed as a valve housing, in which at least one valve means is arranged on a valve stem, the valve housing at least two first openings (20) and at least a second Has opening (22) and wherein the second housing element (16) is arranged on at least one of the openings (20, 22). Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseelement (14) zumindest im Bereich der Verstemmung aus einem Material ausgebildet ist, welches eine höhere Druckfestigkeit aufweist als das Material des zweiten Gehäuseelementes (16) im Bereich der Verstemmung. Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first housing element (14) is formed at least in the region of the caulking from a material which has a higher compressive strength than the material of the second housing element (16) in the region of the caulking. Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseelement (16) als Zulauf und/oder Ablauf für ein Fluid des Fluidkreislaufes und/oder als Deckel mit Durchführung (48) für den Ventilschaft durch die zumindest eine Öffnung (20, 22) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Öffnung (20, 22) einen im Wesentlichen abgerundeten, insbesondere kreisförmigen Querschnitt aufweist.Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second housing element (16) as an inlet and / or outlet for a fluid of the fluid circuit and / or as a cover with passage (48) for the valve stem through the at least one opening ( 20, 22), the opening (20, 22) preferably having a substantially rounded, in particular circular, cross section. Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseelement (16) im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist und zumindest eine der Öffnungen (20, 22) einen der Außenseite zugewandten, in der Mantelfläche des ersten Gehäuseelementes (14) angeordneten, umlaufenden Absatz (30), insbesondere eine Bohrungsstufe, aufweist, wobei das zweite Gehäuseelement (16) vor der Verstemmung zumindest abschnittsweise formschlüssig am umlaufenden Absatz (30) anliegt.Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second housing element (16) is substantially hollow-cylindrical and at least one of the openings (20, 22) is arranged in the outer surface of the first housing element (14) facing the outside , circumferential shoulder (30), in particular a bore step, wherein the second housing element (16) rests at least in sections positively on the circumferential shoulder (30) before caulking. Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseelement (14) und das zweite Gehäuseelement (16) im Bereich des umlaufenden Absatzes (30) in Öffnungsrichtung (28) im Wesentlichen bündig, insbesondere eben abschließen, wobei sich vorzugsweise die Abschlussfläche im Wesentlichen rechtwinklig zur Öffnungsrichtung (28) erstreckt.Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first housing element (14) and the second housing element (16) in the region of the circumferential shoulder (30) in the opening direction (28) are essentially flush, in particular flush, whereby preferably the end surface extends substantially at right angles to the opening direction (28). Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Krafteintrag des Verstemmstempels (50) an der Mantelfläche des ersten Gehäuseelementes (14) und/oder des zweiten Gehäuseelementes (16) erfolgt, wobei sowohl das erste Gehäuseelement (14) als auch das zweite Gehäuseelement (16) infolge einer plastischen Materialverformung eine Verstemmstelle (56) ausbilden.Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the force input of the caulking punch (50) on the lateral surface of the first housing element (14) and / or the second housing element (16) takes place, both the first housing element (14) as the second housing element (16) also forms a caulking point (56) as a result of plastic material deformation. Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Gehäuseelement (14) und/oder am zweiten Gehäuseelement (16) eine Verstemmstempelauflagefläche (64) ausgebildet ist, welche im Wesentlichen parallel zur Abschlussfläche ausgebildet ist oder unter einem Winkel (β) zwischen 5° und 15°, insbesondere unter einem Winkel (β) von 7° zur Abschlussfläche angeordnet ist.Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that on the first housing element (14) and / or on the second housing element (16) a caulking support surface (64) is formed, which is essentially parallel to the end surface or at an angle ( β) between 5 ° and 15 °, in particular at an angle (β) of 7 ° to the end face. Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Grenzfläche der beiden Gehäuseelemente (14, 16) im Bereich der Verstemmstelle (56) in einer in Öffnungsgsrichtung (28) angeordneten Querschnittsebene zumindest zwei Wendepunkte aufweist.Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the course of the interface of the two housing elements (14, 16) in the region of the caulking point (56) in a cross-sectional plane arranged in the opening direction (28) has at least two turning points. Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Gehäuseelement (16) eine randseitig offene, dem ersten Gehäuseelement (14) zugewandte Umfangsausgleichsnut (58), insbesondere Umfangsausgleichsstufe, ausgebildet ist, zur Aufnahme eines Verstemmbundes (60) des ersten Gehäuseelementes (14).Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that on the second housing element (16) an open-ended, the first housing element (14) facing circumferential compensation groove (58), in particular circumferential compensation step, is formed for receiving a caulking collar (60) of the first housing element (14). Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsausgleichnut (58) eine an der dem ersten Gehäuseelement (14) zugewandten Seitenfläche angeordnete, umlaufende Ausgleichsaussparung (66), insbesondere Ausgleichsfase, aufweist.Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the circumferential compensation groove (58) has a circumferential compensation recess (66), in particular compensation chamfer, arranged on the side surface facing the first housing element (14). Ventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der axialen Verstemmkraft und der Höhe (70) der Umfangsaugleichnut (58) in Öffnungsrichtung (28) zwischen 55kN/mm und 75kN/mm, vorzugsweise zwischen 60kN/mm und 70kN/mm, besonders vorzugsweise im Wesentlichen zumindest näherungsweise im Bereich von 65kN/mm liegt.Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio between the axial caulking force and the height (70) of the circumferential identical groove (58) in the opening direction (28) is between 55kN / mm and 75kN / mm, preferably between 60kN / mm and 70kN / mm, particularly preferably essentially at least approximately in the range of 65kN / mm.
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