DE102019111207A1

DE102019111207A1 - Gehäuse

Info

Publication number: DE102019111207A1
Application number: DE102019111207.9A
Authority: DE
Inventors: Daniel Nickel
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2020-11-05

Abstract

Gehäuse umfassend eine Druckkapsel und eine Haltevorrichtung zum Halten der Druckkapsel wobei die Druckkapsel einen Endabschnitt aufweist mittels dessen die Druckkapsel mit der Haltevorrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbindbar ist, wobei der Endabschnitt zumindest teilweise konisch ist, und wobei die Haltevorrichtung einen zu dem konischen Endabschnitt komplementären Abschnitt, insbesondere eine konische Lagerschale, zur Aufnahme des konischen Endabschnittes aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse umfassend eine Druckkapsel und eine Haltevorrichtung zum Halten der Druckkapsel, wobei die Druckkapsel einen Endabschnitt aufweist mittels dessen die Druckkapsel mit der Haltevorrichtung formschlüssig verbindbar ist.
Hintergrund
Gehäuse der Eingangs referenzierten Art dienen in druckbeaufschlagten Systemen, z.B. in Heizungen und/oder Klimaanlagen, zur Aufnahme von Stelltrieben. Die Gehäuse werden üblicherweise aus zwei Teilen, der Druckkapsel und der Haltevorrichtung hergestellt, wobei die beiden Teile miteinander verschweißt werden. Dabei ist toleranzbedingt ein radialer Luftspalt zwischen den Anlageflächen der zu verschweißenden Teilen nicht zu vermeiden. Diese Luftspalte führen beim Verschweißen zu Schwachstellen in der Schweißnaht.
Die Erfindung macht es sich daher zur Aufgabe die Güte der Schweißnaht zu verbessern.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist ein Gehäuse der eingangs genannten Art geschaffen, wobei der Endabschnitt zumindest teilweise konisch ist; und wobei die Haltevorrichtung einen zu dem konischen Endabschnitt komplementären Abschnitt, insbesondere eine konische Lagerschale, zur Aufnahme des konischen Endabschnittes aufweist.
Dadurch ist eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige, exakt durch Drehen herstellbare, selbsthemmende und metallisch dichtende Verbindung zwischen der Haltevorrichtung und der Druckkapsel geschaffen. Der Radialspalt wird durch den Konussitz minimiert. Im Idealfall ist er gleich null. Dadurch können keine Lufteinschlüsse durch Spalttoleranzen mehr entstehen, die dann zu Fehlstellen und Festigkeitsproblemen in der Schweißnaht führen. Ebenso kann ein stabilerer Schweißprozess erzielt werden. Somit wird die Güte der Schweißnaht verbessert.
Ein weiterer Aspekt besteht darin, dass eine Vormontage durch Verbinden der Konusse möglich ist. Die beiden Teile sind bereits fest miteinander verbindbar und müssen dadurch beim Schweißen nicht gehalten werden.
Im Kontext der Anmeldung wird unter „Konus“ oder „konisch“ ein kegeliges Element zur zentrischen Verbindung zweier Werkstücke verstanden. Der Konus findet in Verbindung mit seinem komplementären, ebenfalls konischen Gegenstück, der Lagerschale, Verwendung. Insbesondere können Endabschnitt und Lageschale auch als Morsekonus ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Endabschnitt an einer Außenfläche der Druckkapsel konisch und der komplementäre Abschnitt der Haltevorrichtung ist an einer Innenfläche konisch. Die Haltevorrichtung ist dadurch immer das Außenteil, d.h. umschließt/umgibt den Endabschnitt der Druckkapsel radial. Dies führt dazu, dass die Stoßkante der Druckkapsel, also das Ende des Endabschnittes immer innerhalb der Haltevorrichtung angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass bei Druckbeaufschlagung der Kapsel, bei der sich die Druckkapsel tendenziell weitet, der Endabschnitt der Druckkapsel immer gegen den konischen Abschnitt der Haltevorrichtung gedrückt wird. Durch diesen Druck werden die Konusflächen, die Flächen der konischen Abschnitte, gegeneinander gedrückt und festigen die zentrische Verbindung, so dass die Schweißnaht eigentlich nur noch zu Dichtigkeitszwecken gebraucht wird und im Idealfall weitgehend entlastet wird.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenfläche des Endabschnittes in Bezug auf eine Längsachse der Druckkapsel in Richtung eines geöffneten Endes der Druckkapsel aufgeweitet. Dadurch ist ein Außenkonus an der Druckkapsel gebildet. Der Außenkonus kann mit der Haltevorrichtung eine unverlierbare Verbindung bilden/ bzw. von der Haltevorrichtung unverlierbar gehalten sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenfläche des Endabschnittes in Bezug auf eine Längsachse der Druckkapsel in Richtung eines geöffneten Endes der Druckkapsel verengt. Diese Ausgestaltung ist einfach herstellbar. Sie kann durch Abdrehen der Enden einer ansonsten zylindrischen Druckkapsel hergestellt werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Haltevorrichtung eine zylindrische Hülse und die Druckkapsel ist durch die Haltevorrichtung durchsteckbar, um die konische Außenfläche der Druckkapsel mit der komplementären konischen Innenfläche der Haltevorrichtung formschlüssig in Eingriff zu bringen. Die Druckkapsel und die Haltevorrichtung bilden eine unverlierbare Verbindung sobald die Haltevorrichtung irgendwo angeschlossen ist bzw. als Adapter ausgebildet ist. Die Montage der Druckkapsel an die Haltevorrichtung ist durch Durchstecken möglich. Die Druckkapsel ist bei Druckbeaufschlagung in der Haltevorrichtung selbsthaltend festgelegt.
Figurenliste
Anhand der beigefügten Zeichnungen sind beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

die 1a und 1b eine erste beispielhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung; und
die 2a und 2b eine weitere beispielhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Figurenbeschreibung
1a zeigt eine Schnittdarstellung eines Nadelventils 10, welches zu einer Manipulation eines Fluidstroms in einem Fluidkanal 11 ausgelegt ist. Das Nadelventil 10 umfasst einen Schaft 12 sowie eine Nadel 17 zum Öffnen oder Schließen des Fluidkanals 11. Derartige Nadelventile sind beispielswiese aus der DE 10 2017 110 343 A1 bekannt. Das Nadelventil 10 umfasst neben dem Schaft 12 eine Antriebseinheit 13 zum rotatorischen Antrieb des Schafts 12. Die Nadel 17 wird mittels des Schafts 12 linear in Richtung des Fluidkanals 11 bewegt, um die Querschnittsfläche des Fluidkanals 11 zu verringern oder den Fluidkanal 11 vollständig zu verschließen. Die Nadel 17 wird mittels des Schafts 12 linear aus dem Fluidkanal 11 hinaus bewegt, um die Querschnittsfläche des Fluidkanals 11 zu vergrößern oder den verschlossenen Fluidkanal 11 zu öffnen.
Die Antriebseinheit 13 ist als ein Elektromotor ausgebildet, welcher einen Stator 14 und einen Rotor 15 umfasst. Die Antriebseinheit 13 ist als ein Innenläufermotor ausgebildet. Um den Schaft 12 zu bewegen, wird eine Spannung an die Statorwicklungen der Antriebseinheit 14 angelegt, wodurch der in dem Stator 14 angeordnete Rotor 15 in eine Drehbewegung versetzt wird. Der Rotor 15 dreht den Schaft 12, der mit dem Rotor 15 drehfest verbunden ist. Über ein Gewinde 18 wird die Drehbewegung des Schafts 12 in eine Linearbewegung der Nadel 17 umgewandelt. Somit kann durch die Steuerung der Antriebseinheit 13 der Schaft 12 innerhalb einer Druckkapsel 2 des Nadelventils 10 bewegt werden. Ferner umfasst das Nadelventil 10 eine Leiterplatte 16, auf welcher elektronische Schaltungen zur Steuerung der Antriebseinheit 13 angeordnet sind.
Das Nadelventil 10 umfasst ein Gehäuse 1 gemäß der Erfindung, welches den Rotor 15 der Antriebseinheit 13 umschließt. Das Gehäuse 1 umfasst eine Druckkapsel 2 und eine Haltevorrichtung 3. Die Druckkapsel 2 weist einen konischen Endabschnitt 4 auf. Der konische Endabschnitt 4 steht mit einem komplementären Abschnitt 5 der Haltevorrichtung 3 in Eingriff, d.h. liegt formschlüssig an. Der komplementäre Abschnitt 5 ist ebenfalls konisch und bildet eine Art Lagerschale für den konischen Endabschnitt 4 der Druckkapsel 2. Die Druckkapsel 2 ist im Bereich des Endabschnittes 4 an einer Außenfläche 6 konisch. Die Außenfläche 6 ist in dem Endabschnitt 4 kegelig geformt. Der komplementäre Abschnitt 5 der Haltevorrichtung 3 ist dementsprechend an einer Innenfläche 7 konisch, d.h. kegelig geformt. Der Endabschnitt 4 ist als Aussenkonus ausgeführt, d.h. die Außenfläche 6 weitet sich in Bezug auf eine Längsachse 8 und in Richtung eines geöffneten Endes 9 der Druckkapsel 2 auf. Der Radius der Außenfläche 6 steigt also in Richtung des geöffneten Endes 9 hin an.
1b zeigt das Gehäuse 1 in einem Montagezustand in einer Außenansicht. Die Druckkapsel 2 ist von der Haltevorrichtung 3 im Bereich des Endabschnittes 4 radial vollständig umschlossen. Der konische Endabschnitt 4 der Druckkapsel 2 liegt mittels der aufgeweiteten Außenfläche 6 formschlüssig an der komplementären Innenfläche 7 der Haltevorrichtung 3 an. Druckkapsel 2 und Haltevorrichtung 3 bilden eine Kegelpressverbindung. Die Kegelpressverbindung ist dadurch herstellbar, dass die Druckkapsel 2 durch die Haltevorrichtung 3 hindurchgesteckt wird und dadurch der konische Endabschnitt 4 mit dem komplementären Abschnitt 5 in Eingriff gebracht wird. Dazu ist die Haltevorrichtung 3 als zylindrische Hülse ausgebildet.
2a zeigt eine Schnittdarstellung eines Nadelventils 10 mit einem weiteren Gehäuse 1 gemäß der Erfindung. Die Druckkapsel 2 ist in dem Endabschnitt 4 dadurch konifiziert, dass sich die Außenfläche 6 des Endschnittes 4 in Bezug auf die Längsachse 8 in Richtung des geöffneten Endes 9 verengt, d.h. der Durchmesser der Außenfläche 6 in Bezug auf die Längsachse 8 nimmt in Richtung des geöffneten Endes 9 der Druckkapsel 2 ab.
2b zeigt das Gehäuse 1 gemäß 2a in einem Montagezustand in einer Außenansicht. Die Druckkapsel 2 ist auf die Haltevorrichtung 3 aufgesetzt und wird im Bereich des Endabschnittes 4 von der Haltevorrichtung 3 vollständig umschlossen. Die Druckkapsel 2 ist mittels des konischen Endabschnittes 4 mit der Haltevorrichtung 3 verbindbar, wobei die Druckkapsel 2 auf die Haltevorrichtung 3 aufsteckbar ist und nicht durch die Haltevorrichtung 3 hindurchgeführt werden muss.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Druckkapsel
3: Haltevorrichtung
4: konischer Endabschnitt
5: komplementärere Endabschnitt
6: Außenfläche der Druckkapsel
7: Innenfläche der Haltevorrichtung
8: Längsachse
9: geöffnetes Ende der Druckkapsel
10: Nadelventil
11: Fluidkanal
12: Schaft
13: Antriebseinheit
14: Stator
15: Rotor
16: Leiterplatte
17: Nadel
18: Gewinde

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 102017110343 A1 [0014]

Claims

Gehäuse (1) umfassend: eine Druckkapsel (2); und eine Haltevorrichtung (3) zum Halten der Druckkapsel (2); wobei die Druckkapsel (2) einen Endabschnitt (4) aufweist mittels dessen die Druckkapsel (2) mit der Haltevorrichtung (3) formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbindbar ist; wobei der Endabschnitt (4) zumindest teilweise konisch ist; und wobei die Haltevorrichtung (3) einen zu dem konischen Endabschnitt (4) komplementären Abschnitt (5) zur Aufnahme des konischen Endabschnittes (4) aufweist.
Gehäuse (1) nach Anspruch 1, wobei der Endabschnitt (4) an einer Außenfläche (6) der Druckkapsel (2) konisch ist und der komplementäre Abschnitt (5) der Haltevorrichtung (3) an einer Innenfläche (7) konisch ist.
Gehäuse (1) nach Anspruch 2, wobei die Außenfläche (6) des Endabschnittes (4) in Bezug auf eine Längsachse (8) der Druckkapsel (2) in Richtung eines geöffneten Endes der Druckkapsel (9) aufgeweitet ist.
Gehäuse (1) nach Anspruch 2, wobei die Außenfläche (6) des Endabschnittes (4) in Bezug auf eine Längsachse (8) der Druckkapsel (2) in Richtung eines geöffneten Endes der Druckkapsel (9) verengt ist.
Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche1 bis 3, wobei die Haltevorrichtung (3) eine zylindrische Hülse ist und die Druckkapsel (2) durch die Haltevorrichtung (2) durchsteckbar ist, um die konische Außenfläche (6) der Druckkapsel mit der komplementären konischen Innenfläche (7) der Haltevorrichtung (3) formschlüssig und/oder kraftschlüssig in Eingriff zu bringen.
Nadelventil mit einem Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche.