DE112011102288T5 - Ventil-Steuervorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventil-Steuervorrichtung (1) mit einem Gehäuse (2), das eine Unterdruckkammer (3) und eine Atmosphärendruckkammer (4) aufweist, die durch eine federbelastete Membran (5) gasdicht voneinander getrennt sind; mit einem auf der Membran (5) angeordneten Membranteller (8); und mit einer Regelstange (6), die im Bereich eines Regelstangenkopfes (6A) mit der Membran (5) in Wirkverbindung steht, wobei der Membranteller (8) als Kunststoffspritzteil ausgebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Ventil-Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Eine derartige Steuervorrichtung ist aus der
EP 1 491 754 A1 bekannt. Derartige Steuervorrichtungen, die auch als Steuerdose bezeichnet werden, weisen eine in einem Gehäuse angeordnete Unterdruckkammer auf, die an eine Unterdruckquelle, beispielsweise an die Unterdruckpumpe eines Motors, angeschlossen sind. In dieser Unterdruckkammer ist eine Membran angeordnet, die in eine Richtung durch eine Feder vorgespannt ist. Die Membran trennt die Unterdruckkammer von einer zweiten Druckkammer, die an die Atmosphäre oder eine weitere Unterdruckquelle angeschlossen werden kann. Die Membran ist über einen Membranteller aus Metall mit einer Regelstange verbunden, die z. B. das Absperrorgan eines Bypassventils betätigt. Hierfür wird in der Unterdruckkammer ein Unterdruck aufgebaut, durch den sich die Membran entgegen der Federkraft verformt und damit die Regelstange bewegt. - Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, die es möglich macht, den Herstellungsaufwand für die Steuervorrichtung herabzusetzen.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
- Die Herabsetzung des Herstellungsaufwandes ergibt sich erfindungsgemäß zunächst dadurch, dass der Membranteller nicht aus Metall, sondern als einfaches Kunststoffspritzteil ausgebildet ist.
- Bevorzugterweise wird im Zuge der Herstellung des aus Kunststoff bestehenden Membrantellers der Regelstangenkopf der Regelstange mit dem Kunststoffmaterial umspritzt, so dass gleichzeitig zur Herstellung des Membrantellers die Regelstange mit diesem verbunden werden kann.
- Um die Einheit aus Membranteller und Regelstange mit der Membran zu verbinden, wird zunächst die Membranstange durch eine Mittelausnehmung der Membran hindurchgesteckt und danach erfolgt eine Verbindung von Membran und Membranteller durch ein Einrasten von Fixierungsabschnitten der Membran im Bereich deren Mittelausnehmung durch eine Nut des den Regelstangenkopf umgebenden Kunststoffmaterials.
- Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann prinzipiell für jegliche Art von Ventilen, insbesondere jedoch zur Ansteuerung von Turbolader-Abgas-Bypassventilen, von Abgas-Rückführventilen und von Ventilen verwendet werden, mit denen Frischluft gesteuert werden kann.
- Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
- Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:
-
1 eine schematisch leicht vereinfachte Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung bzw. Steuerdose, und -
2A –2C schematisch vereinfachte Darstellungen eines Aufnahmebereiches eines Membrantellers der Steuervorrichtung gemäß1 zur Erläuterung einer alternativen Möglichkeit der Einbringung eines Magneten in diesen Aufnahmebereich. - Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung
1 dient z. B. zur Betätigung von Bypassventilen bzw. der Absperrorgane derartiger Bypassventile, die bei Abgasturboladern Verwendung finden. - Die Steuervorrichtung
1 weist ein Gehäuse2 auf, in dem im Beispielsfalle im oberen Teil eine Unterdruckkammer3 angeordnet ist. Die Unterdruckkammer3 wird von einer unter Atmosphärendruck stehenden Druckkammer4 durch eine federbelastete Membran5 getrennt. - Die Unterdruckkammer
3 wird von einem oberen Gehäuseteil12 und der topfförmig ausgebildeten Membran5 begrenzt. In der Unterdruckkammer3 ist eine Druckfeder15 angeordnet. - Die Atmosphärendruckkammer
4 wird von der Membran5 und einem unter dem oberen Gehäuseteil12 liegenden zweiten Gehäuseteil13 begrenzt, wobei die Membran5 an ihren freien umfangsseitigen Endbereichen16 und17 von diesen beiden Gehäuseteilen12 und13 eingeklemmt wird. - Wie sich aus
1 ergibt, weist die Membran5 eine auf die Unterdruckkammer3 weisende Membranfläche7 auf und ist ferner mit einer Durchtrittsausnehmung21 für einen Regelstangenkopf6A der Regelstange6 versehen. Wie die Figur verdeutlicht, ist der Regelstangenkopf6A mit einem Membranteller8 durch Umspritzen verbunden. - Zum Verbinden der Einheit aus Membranteller
8 und Regelstange6 wird die Regelstange6 zunächst durch die Durchtrittsausnehmung bzw. Mittelausnehmung21 der Membran hindurchgesteckt. Zur endgültigen Fixierung greift ein benachbart zur Durchtrittsausnehmung21 angeordneter Fixierungsabschnitt22 der Membran5 in eine Nut23 des Kunststoffmaterials des Membrantellers8 ein. Dieses Einrasten ist aufgrund der Elastizität der Membran5 möglich, so dass eine Art ”Schnapp-Rast-Verbindung” entsteht, die überdies die Mittelausnehmung bzw. Durchtrittsausnehmung21 abdichtet, wie sich dies im Einzelnen aus der Darstellung der1 ergibt. In diesem Endmontagezustand bedeckt der Membranteller8 die Membranfläche7 , wie sich dies ebenfalls aus der zeichnerischen Darstellung der1 im Einzelnen ergibt. Diese Figur zeigt auch, dass im Endmontagezustand die Druckfeder15 an ihrem unteren Ende auf dem Membranteller8 aufliegt, während sich ihr oberes Ende am oberen Gehäuseteil12 abstützt. - Um die Haltewirkung zu verbessern, weist der Membrankopf
6A im dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel an einem stirnseitigen in die Unterdruckkammer3 ragenden Ende9 einen ersten Verankerungsabschnitt6B auf. Der Durchmesser BB dieses Verankerungsabschnittes6B ist größer als der Durchmesser D der Regelstange6 . - Unterhalb dieses ersten Verankerungsabschnittes
6B ist ein zweiter Verankerungsabschnitt6C vorgesehen, dessen Durchmesser BC ebenfalls größer ist als der Durchmesser D der Regelstange6 . Durch diese beiden Verankerungsabschnitte6B und6C wird die Fixierung der Regelstange6 im Membranteller8 weiter verbessert. - Wie sich aus
1 ferner ergibt, ist der Membranteller8 mit einem im Beispielsfalle mittig angeordneten, in die Unterdruckkammer3 turmartig aufragenden Aufnahmebereich10 versehen. In diesem Aufnahmebereich10 ist ein Magnet11 zur Positionsdedektion angeordnet. Diese Anordnung kann im Zuge des Umspritzens des Regelstangenkopfes6A und der Herstellung des Membrantellers8 erfolgen. - In den
2A bis2C ist eine alternative Möglichkeit zur Einbettung des Magneten11 dargestellt. In diesem Falle weist der aufragende Aufnahmebereich10 eine Kammer19 auf, die im Zustand der2A und2B oben offen ist. Dementsprechend kann gemäß der Darstellung der2B von oben der Magnet11 in die Kammer19 eingeschoben werden. - Gemäß der Darstellung der
2C ist dieser Einschiebevorgang beendet, so dass der Magnet11 in der Kammer19 aufgenommen ist. Diese Kammer19 wiederum kann nunmehr durch einen Deckel20 verschlossen werden. Dieser Deckel20 kann beispielsweise laserverschweißt werden oder auch durch Vergießen erzeugt werden. - Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den
1 ,2A ,2B und2C Bezug genommen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Steuervorrichtung/Steuerdose
- 2
- Gehäuse
- 3
- Unterdruckkammer
- 4
- Atmosphärendruckkammer
- 5
- Membran
- 6
- Regelstange
- 6A
- Regelstangenkopf
- 6B
- erster Verankerungsabschnitt
- 6C
- zweiter Verankerungsabschnitt
- 7
- Membranfläche
- 8
- Membranteller
- 9
- stirnseitiges Ende
- 10
- Aufnahmebereich
- 11
- Magnet
- 12, 13
- Gehäusebereiche
- 14
- Gleitbuchse
- 15
- Druckfeder
- 16, 17
- Endbereiche
- 18
- Unterdruckanschluss
- 19
- Kammer
- 20
- Deckel
- 21
- Durchtrittsausnehmung
- BB, BC, D
- Durchmesser
- 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
-
- EP 1491754 A1 [0002]
Claims (10)
- Ventil-Steuervorrichtung (
1 ) – mit einem Gehäuse (2 ), das eine Unterdruckkammer (3 ) und eine Atmosphärendruckkammer (4 ) aufweist, die durch eine federbelastete Membran (5 ) gasdicht voneinander getrennt sind; – mit einem auf der Membran (5 ) angeordneten Membranteller (8 ); und – mit einer Regelstange (6 ), die im Bereich eines Regelstangenkopfes (6A ) mit der Membran (5 ) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, – dass der Membranteller (8 ) als Kunststoffspritzteil ausgebildet ist. - Ventil-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelstangenkopf (
6A ) durch Umspritzen mit dem Kunststoffmaterial des Membrantellers (8 ) mit diesem verbunden ist. - Ventil-Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelstangenkopf (
6A ) an einem stirnseitigen, in die Unterdruckkammer (3 ) ragenden Ende (9 ) einen ersten Verankerungsabschnitt (6B ) aufweist, dessen Durchmesser (BB) größer ist als der Durchmesser (D) der Regelstange (6 ). - Ventil-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelstangenkopf (
6A ) unterhalb des ersten Verankerungsabschnittes (6B ) einen zweiten Verankerungsabschnitt (6C ) aufweist, dessen Durchmesser (BC) größer ist als der Durchmesser (D) der Regelstange (6 ). - Ventil-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Membranfläche (
7 ) vom Membranteller (8 ) bedeckt ist. - Ventil-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (
5 ) eine Durchtrittsausnehmung (21 ) für den Regelstangenkopf (6A ) aufweist, die vom Material des Membrantellers (8 ) verschlossen ist. - Ventil-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranteller (
8 ) einen Aufnahmebereich (10 ) für einen Magneten (11 ) zur Positionsdedektion aufweist. - Ventil-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (
10 ) eine Kammer (19 ) zur Aufnahme des Magneten aufweist, die nach dem Einführen des Magneten (11 ) mittels eines Deckels (20 ) verschließbar ist. - Ventil-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (
5 ) einen Fixierungsabschnitt (22 ) aufweist, der in eine Nut (23 ) des Membrantellers (8 ) eingreift. - Ventil-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (
11 ) im Zuge der Herstellung des Membrantellers (8 ) im Aufnahmebereich (10 ) eingebettet wird.
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