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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abblaseventil, insbesondere
auf ein Abblaseventil zum Ablassen eines Ladedrucks eines Turboladers.
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Um
immer höher
werdende Anforderungen an die Abgasemissionen von Kraftfahrzeugen
sowie an die Senkung eines Kraftstoffverbrauchs zu erfüllen, müssen Stellglieder
für die
Motorsteuerung und -regelung, wie ein derartiges Abblaseventil,
möglichst
rasch und präzise
auf ein entsprechendes Stellsignal einer Motorsteuerung reagieren.
Diese Anforderung wird jedoch erschwert durch die Tatsache, daß eine Feder
zum Zudrücken
eines derartigen Abblaseventils eine hohe Kraft aufbringen muß, um das Ventil
gegen den anstehenden Staudruck des Turboladers geschlossen zu halten.
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Um
diesen Nachteil zu überwinden,
schlägt die
Offenlegungsschrift
DE
102 48 125 A1 ein sogenanntes balanciertes Ventil vor,
bei dem Fluiddurchtritte in einem Ventilkörper angeordnet sind, um auch die
Rückseite
des Ventilkörpers
mit dem anstehenden Fluiddruck zu beaufschlagen. Die Abdichtung der
Rückseite
des Ventilkörpers
erfolgt über
eine Membran. Da auf jeder Seite des Ventilkörpers somit dieselbe Druckkraft
ansteht, können
eine schwächere
Feder und ein schwächerer
Aktuator eingebaut werden.
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Die
Patentschrift
DE
10 2004 044 439 B4 schlägt
ein Abblaseventil für
einen Turbolader mit einem lippenförmigen Dichtelement vor, um
eine Rückseite
des Ventilkörpers
bei geschlossenem Ventilkörper
abzudichten, so daß eine
auf die Rückseite
des Ventilkörpers
wirkende Fluidkraft den Ventilkörper geschlossen
hält, während der
auf die Rückseite
wirkende Fluiddruck bei sich öffnendem
Ventil über
einen radialen Ringspalt des Dichtelements abgelassen wird, um den
Ventilkörper
durch den an einer Stirnseite des Ventilkörpers anstehenden Staudruck zu öffnen. Dabei
hat das lippenförmige
Dichtelement einen größeren wirksamen
Durchmesser als ein Dichtsitz des Ventilkörpers, so dass eine Überschußkraft in
Schließrichtung
erzeugt wird, die dazu benutzt wird, das Ventil geschlossen zu halten.
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DE 10 2007 002 432
B3 beschreibt ein Abblaseventil für einen Turbolader mit einem
ersten Ventilkörper
und einem an dem ersten Ventilkörper angeordneten
zweiten Ventilkörper
zum Öffnen
und Schließen
eines in dem ersten Ventilkörper
angeordneten Ventildurchlasses zwischen einem ersten Ventilanschluss
und einem Ventilinnenraum.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten
Abblaseventils, das sehr schnell öffnen kann und eine geringe
Baugröße aufweist,
um vorzugsweise als Stellglied für
die Steuerung bzw. Regelung eines Turboladers einer Brennkraftmaschine
zu dienen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Erfindungsgemäß wird ein
Abblaseventil geschaffen, mit:
einem ersten Ventilkörper zum Öffnen und
Schließen eines
Fluiddurchtritts zwischen einem ersten Ventilanschluß und einem
zweiten Ventilanschluß;
wobei
der erste Ventilkörper
einen Ventildurchlass, der eine Verbindung zwischen dem ersten Ventilanschluß und einem
Ventilinnenraum schafft, und zumindest einen Fluiddurchtritt aufweist,
der eine Verbindung zwischen dem Ventilinnenraum und dem zweiten
Ventilanschluß schafft;
einem
an dem ersten Ventilkörper
angeordneten zweiten Ventilkörper
zum Öffnen
und Schließen
des Ventildurchlasses;
einem Verschlußorgan zum wahlweisen Öffnen und Schließen des
Fluiddurchtritts;
einem Aktuator zum Bewegen bzw. Betätigen des zweiten
Ventilkörpers
in eine Schließrichtung,
wobei ein bewegliches Glied des Aktuators so angeordnet ist, um nach
dem Schließen
des Ventildurchlasses durch den zweiten Ventilkörper weiter in dieselbe Richtung
beweglich zu sein, so dass über
einen Eingriff des zweiten Ventilkörpers mit dem an dem ersten Ventilkörper angeordneten
Ventilsitz der erste Ventilkörper
in eine Öffungsrichtung
des ersten Ventilkörpers
bewegbar ist,
wobei ein mit dem zweiten Ventilkörper und/oder
dem beweglichen Glied in Wirkverbindung stehendes Anschlagelement
mit dem ersten Ventilkörper
in Eingriff bringbar ist, um den ersten Ventilkörper in eine Schließrichtung
zu bewegen, und wobei das Verschlußorgan verschiebbar angeordnet
ist, um zum Schließen
des Fluiddurchtritts durch in Eingriff treten mit dem Anschlagelement
und/oder dem ersten Ventilkörper
vor eine Mündung
des Fluiddurchtritts verlagerbar zu sein und zum Öffnen des
Fluiddurchtritts durch in Eingriff treten mit dem Anschlagelement und/oder
dem ersten Ventilkörper
von der Mündung weg
verlagerbar zu sein.
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Indem
bei geschlossenem ersten Ventilkörper
der zweite Ventilkörper
den Fluiddurchlaß in
den Ventilinnenraum hinein freigibt, wirkt ein Fluiddruck auf eine
Rückseite
des ersten Ventilkörpers,
um eine Schließkraft
auf den ersten Ventilkörper
aufzubringen. Um den ersten Ventilkörper zu öffnen, muß der Aktuator lediglich den
zweiten Ventilkörper
zuziehen, um den ersten Ventilanschluß von dem Ventilinnenraum zu
trennen, und das Verschlußorgan öffnen, um Fluid
aus dem Ventilinnenraum in den zweiten Ventilanschluß abzulassen,
so daß der
Druck in dem Ventilinnenraum abgebaut wird. Infolgedessen wird der erste
Ventilkörper
durch den am ersten Ventilanschluß anstehenden höheren Druck
aufgeschoben bzw. aufgedrückt.
In anderen Worten muß der
Aktuator zum Öffnen
des Abblaseventils lediglich eine Kraft zum Schließen des
zweiten Ventilkörpers
sowie zum Öffnen
des Verschlußorgans
aufbringen. Die erforderliche Kraft zum Öffnen des Ventilkörpers hingegen wird
durch den an dem ersten Ventilanschluß anstehenden Überdruck
aufgebracht. Bei geschlossenem Ventil hingegen kann der an dem ersten
Ventilanschluß anstehende
Druck über
den zweiten Ventilanschluß in
den Ventilinnenraum eindringen, um über die Druckwirkung auf die
Rückseite
des ersten Ventilkörpers
den ersten Ventilkörper
geschlossen zu halten, wenn der Fluiddruck durch das Verschlußorgan geschlossen
ist, um ein Abfließen
des Fluids aus dem Ventilinnenraum in den zweiten Ventilanschluß zu verhindern.
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Vorzugsweise
hat das Abblaseventil eine Vorspanneinrichtung wie beispielsweise einer
Feder zum Bewegen des zweiten Ventilkörpers in eine Öffnungsrichtung
des zweiten Ventilkörpers.
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Durch
Anordnen der Feder kann ein Öffnungsvorgang
des zweiten Ventilkörpers 4 beschleunigt
werden, um den Schließvorgang
des ersten Ventilkörpers
mit erhöhter
Ansprechgeschwindigkeit einzuleiten.
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Weiter
bevorzugt ist das mit dem zweiten Ventilkörper und/oder dem beweglichen Glied
in Wirkverbindung stehende Anschlagelement durch die Vorspannkraft
der Vorspanneinrichtung mit dem ersten Ventilkörper in Eingriff bringbar,
um den ersten Ventilkörper
mit Hilfe der Vorspanneinrichtung in eine Schließrichtung zu bewegen. Somit
hilft die Feder beim Schließvorgang
des ersten Ventilkörpers,
um diesen schneller zu schließen.
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Vorzugsweise
ist das Verschlußorgan
so angeordnet, dass es durch den anstehenden Druck im Ventilinnenraum
gegen eine Mündung
des Fluiddurchtritts gedrückt
werden kann, um den Fluiddurchtritt abzudichten.
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Indem
das Verschlußorgan
vorzugsweise durch Anordnen in einer entsprechenden Aussparung bzw.
Tasche des Anschlagelements und/oder des ersten Ventilkörpers derart
angeordnet ist, daß es
durch den in dem Ventilinnenraum anstehenden Druck gegen eine Mündung des
Fluiddurchtritts gedrückt
werden kann, kann ein sehr einfach gestaltetes und kostengünstig herstellbares
Verschlußorgan für den Fluiddurchtritt
vorgesehen werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
das Verschlußorgan
verschiebbar angeordnet, um beim Öffnen des ersten Ventilkörpers durch
in Eingriff treten mit dem Anschlagelement und/oder dem ersten Ventilkörper derart
verschiebbar zu sein, dass die Mündung
des Fluiddurchtritts zumindest teilweise freigegeben wird.
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Indem
des weiteren das Verschlußorgan beim Öffnen des
ersten Ventilkörpers
durch entsprechendes in Eingrifftreten mit dem Anschlagelement und/oder
dem ersten Ventilkörper
verschiebbar ist, kann die Mündung
des Fluiddurchtritts durch die Öffnungsbewegung
des ersten Ventilkörpers
freigegeben werden, um ein Austreten des Fluids aus dem Ventilinnenraum
in den zweiten Ventilanschluß hinein zu
ermöglichen.
Derart wird ein schneller Druckabbau in dem Ventilinnenraum erzeigt,
um durch den an dem ersten Ventilanschluß und somit an dem ersten Ventilkörper von
unten anstehenden Fluiddruck den ersten Ventilkörper schnell aufzuschieben.
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Vorzugsweise
ist das Anschlagelement als ein Federteller ausgebildet, der an seinem
Umfang Fluiddurchtritte hat und zwischen dem beweglichen Glied und
dem zweiten Ventilkörper
angeordnet ist.
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Weiter
bevorzugt sind die Kräfte
der Vorspanneinrichtung und des Aktuators so dimensioniert, dass
der erste Ventilkörper
im drucklosen Zustand durch die Betätigungskraft des Aktuators
nur unvollständig öffnet und
eine vollständige Öffnung des
ersten Ventilkörpers
durch den in dem ersten Ventilanschluß herrschenden Fluiddruck bewirkt wird,
indem dieser Fluiddruck gegen die Stirnseite des ersten Ventilkörpers wirkt
und das Fluid aus dem Ventilinnenraum bei geschlossenem zweiten
Ventilkörper über den
geöffneten
Fluiddurchtritt entweicht, so dass sich eine Druckdifferenz zwischen
der Stirnseite und einer Rückseite
des ersten Ventilkörpers einstellt
(4).
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Derart
kann ein kleiner Aktuator eingesetzt werden, um eine minimale Baugröße des Abblaseventils
zu erzielen und eine geringe Wärmeentwicklung
des Aktuators vorzusehen.
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Vorzugsweise
weist der erste Ventilkörper
an seinem Umfang ein Dichtelement auf, um den Ventilinnenraum gegenüber dem
zweiten Ventilanschluß abzudichten.
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Durch
Anordnen des Dichtelements an dem Ventilkörper kann eine Leckage aus
dem Ventilinnenraum in den zweiten Ventilanschluß hinein minimiert werden bzw.
vollkommen verhindert werden. Ein derartiges Dichtelement kann als
ein Kolbenring, eine Membran oder eine Lippendichtung gestaltet
sein. Bei der Ausbildung als Lippendichtung kann diese derart gestaltet
werden, daß diese
nur bei im wesentlichen vollständig
geschlossenem ersten Ventilkörper den
Ventilinnenraum von dem zweiten Ventilanschluß abdichtet, während die
Lippendichtung bei geöffnetem
ersten Ventilkörper
von ihrem Dichtsitz abhebt, um einen gewissen vorgegebenen Durchlaßquerschnitt
freizugeben.
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Vorzugsweise
ist das Dichtelement so gestaltet, dass es durch axiales Anlegen
einer Dichtlippe gegen einen korrespondierenden Dichtsitz bei geschlossenem
ersten Ventilkörper
zumindest nahezu vollständig
abdichtet und bei geöffnetem
ersten Ventilkörper
eine vorgegebene Strömung
zwischen dem Ventilinnenraum und dem zweiten Ventilanschluß über ein
radiales Spiel der Dichtlippe zuläßt.
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Weiter
bevorzugt ist zumindest ein Außenumfangsabschnitt
der Dichtlippe im wesentlichen in der Bewegungsrichtung des ersten
Ventilkörpers
auf federnde Weise beweglich oder elastisch und/oder flexibel verformbar,
und radial außerhalb
des Außenumfangsabschnitts
der Dichtlippe ist vorzugsweise ein Schutzkragen angeordnet, der
mit dem ersten Ventilkörper
in Eingriff steht.
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Vorzugsweise
weist der Schutzkragen ein Kolbenhemd auf, das in einen Zylinder
gleitend eingesetzt ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
das Abblaseventil als ein Ventil der Einsetzart gestaltet, das in
ein Gehäuse
einzusetzen ist und mittels eines Flansches mit Dichtung einen Innenraum des
Gehäuses
abdichtet, der als zweiter Ventilanschluß dient, wobei der Ventilsitz
in dem Gehäuse angeordnet
ist.
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Vorzugsweise
ist der erste Ventilkörper
so in dem Abblaseventil geführt,
dass eine Achse des ersten Ventilkörpers um einen vorgegebenen
Winkel gegenüber
einer Achse des Aktuators schwenkbar ist, um Toleranzen der Fertigung
und des Einbaus auszugleichen, so dass eine gleichmäßige Anlage
der Dichtung des ersten Ventilkörpers
an einem Ventilsitz des Gehäuses
gewährleistet
ist.
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Des
weiteren wird ein Verfahren zum Öffnen eines
Abblaseventils eines Abblaseventils, wie es vorstehend beschrieben
ist, mit folgenden Schritten zur Verfügung gestellt:
Hochziehen
bzw. Verlagern eines beweglichen Glieds, so dass ein zweiter Ventilkörper einen
Ventildurchlaß schließt;
weiteres
Hochziehen des beweglichen Glieds, so dass ein erster Ventilkörper durch
einen Eingriff zwischen dem zweiten Ventilkörper und dem Ventilsitz des
ersten Ventilkörpers
angehoben bzw. verlagert wird, um den Fluiddurchtritt des ersten
Ventilkörpers zumindest
teilweise zu öffnen;
Absaugen
bzw. Abgeben des Fluids aus einem Ventilinnenraum über einen
Fluiddurchtritt bei geöffnetem
Verschlußorgan;
Aufschieben
des ersten Ventilkörpers
mittels des auf eine Stirnseite des ersten Ventilkörpers wirkenden Staudrucks,
um das Abblaseventil zu öffnen;
Verschieben
des Verschlußorgans
zum Öffnen
des Fluiddurchtritts mittels in Eingriff treten mit dem Anschlagelement
und/oder dem ersten Ventilkörper.
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Des
weiteren wird ein Verfahren zum Schließen eines Abblaseventils eines
Abblaseventils, wie es vorstehend beschrieben ist, mit folgenden
Schritten geschaffen:
Öffnen
eines zweiten Ventilkörpers
vorzugsweise durch Bewegen eines Anschlagelements;
Verschieben
des Verschlußorgans
zum Schließen des
Fluiddurchtritts mittels in Eingriff treten mit dem Anschlagelement
und/oder dem ersten Ventilkörper;
Einleiten
von Fluid in einen Ventilinnenraum über den geöffneten Ventildurchlass, um
eine Druckkraft auf einen ersten Ventilkörper in Schließrichtung
aufzubringen;
Zudrücken
des ersten Ventilkörpers
insbesondere mit Hilfe des Fluiddrucks in dem Ventilinnenraum gegen
den an einer Stirnseite wirkenden Staudruck, um das Abblaseventil
zu schließen.
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Der
Schließvorgang
des Abblaseventils wird durch Öffnen
des zweiten Ventilkörpers
eingeleitet. Dieser Öffnungsvorgang
des zweiten Ventilkörpers erfolgt
vorzugsweise durch Unterbrechen der Stromversorgung zu dem Aktuator,
um die elektromagnetische Kraft zum Hochziehen des Aktuators wegzunehmen.
Dadurch liegt der zweite Ventilkörper
nunmehr lose an seinem Ventilsitz an, um eine gewisse Leckage in
den Ventilinnenraum hinein zuzulassen. Hierdurch kann Fluid in den
Ventilinnenraum eindringen, um in dem Ventilinnenraum Druck aufzubauen und
hierdurch den zweiten Ventilkörper
vollständig
zu öffnen,
um den vollen Fluiddurchlaß des
zweiten Ventilkörpers
freizugeben.
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Der Öffnungsvorgang
des zweiten Ventilkörpers
kann vorzugsweise durch dessen Schwerkraft oder durch eine entsprechend
angeordnete Feder unterstützt
werden, um den Öffnungsvorgang
des zweiten Ventilkörpers
zu beschleunigen. Zusätzlich oder
alternativ kann der zweite Ventilkörper jedoch auch so gestaltet
sein, daß dieser
selbst im geschlossenen Zustand eine gewisse Leckage zuläßt, um beim
Wegnehmen der Aktuatorkraft ohne zusätzliche Bewegungsvorrichtung
für den zweiten
Ventilkörper Fluid
in den Ventilinnenraum hinein einzuleiten. Da bei vollständig geöffnetem
Ventil das Verschlußorgan geöffnet ist,
um die Mündung
des Fluiddurchtritts freizugeben, kann sich selbst bei einer gewissen
Leckage des zweiten Ventilkörpers
kein Druck in dem Ventilinnenraum aufbauen, weil das an dem Sitz
des zweiten Ventilkörpers
hindurch leckende Fluid sofort über
den Fluiddurchtritt aus dem Ventilinnenraum abgelassen wird.
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Weiter
bevorzugt hat das Verfahren zum Schließen eines Abblaseventils des
weiteren den Schritt des Aufbringens einer Kraft einer Vorspanneinrichtung
auf den ersten Ventilkörper
in Schließrichtung.
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Vorzugsweise
wird das vorstehend beschriebene Abblaseventils zum Ablassen eines
Ladedrucks eines Turboladers verwendet.
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Des
weiteren wird ein Turbolader mit einem derartigen Abblaseventil
zum Ablassen eines Ladedrucks zur Verfügung gestellt.
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Schließlich wird
eine Brennkraftmaschine mit einem derartigen Turbolader und einem
derartigen Abblaseventil zur Verfügung gestellt, wobei ansprechend
auf ein Drosselklappenschließsignal
das Ventil geöffnet
wird, um den Ladedruck in den Ansaugtrakt stromaufwärts des
Turboladers abzulassen.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die erforderliche
Kraft eines Aktuators minimiert wird, so daß das Abblaseventil selbst
eine geringe Wärme
erzeugt, wenn das Abblaseventil beispielsweise durch einen wärmeerzeugenden,
elektromagnetischen Aktuator betätigt
wird.
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Die
Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
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1 zeigt
einen Schnitt durch das Abblaseventil der Einsetzart, das in ein
Gehäuse
wie beispielsweise ein Turboladergehäuse einsetzbar ist.
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2 zeigt
einen Schnitt durch das Abblaseventil entlang der Linie A-A von 1.
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3 zeigt
einen Schnitt durch das Abblaseventil im vollständig geschlossenen Zustand,
wobei das Abblaseventil in ein Turboladergehäuse eingebaut ist.
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4 zeigt
den Zustand mit noch geschlossenem ersten Ventilkörper und
geschlossenem zweiten Ventilkörper
sowie geöffnetem
Fluiddurchtritt.
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5 zeigt
den vollständig
geöffneten
Zustand des Abblaseventils.
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6 zeigt
den Schließvorgang
des Abblaseventils.
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Das
Abblaseventil ist beispielsweise als ein 2/2-Wege-Magnetventil (2
Anschlüsse/2
Stellungen) der stromlos geschlossenen Art (normally closed two-way
two position valve) und/oder als ein Ventil der sogenannten Einsetzart
ausgebildet, wie in den 3 bis 6 gezeigt
ist. Ein derartiges Magnetventil hat eine elektromagnetische Spule 7,
die vorzugsweise im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und über einen
(nicht gezeigten) elektrischen Anschluß mit Strom versorgt werden
kann. Innerhalb einer axial verlaufenden Öffnung der zylindrischen Spule 7 ist
ein Magnetanker 2 angeordnet, der ansprechend auf eine
Stromzufuhr zu der elektrischen Spule 7 in der Ansicht
in den Figuren nach oben gezogen wird. Der Magnetanker 2 ist
vorzugsweise mittels einer teflonbeschichteten Lagerschale geführt und
aus einem magnetischen Material hergestellt, beispielsweise aus
Eisen.
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Vorzugsweise
ist an einer oberen Anschlagposition des Magentankers
2 ein
nicht gezeigter Abstandhalter angeordnet, um ein zu starkes Anhaften des
Magentankers
2 an seiner oberen Anschlagposition zu verhindern,
wie in der
DE
10 2004 044 439 B4 offenbart ist, deren Aktuator mit Magentanker
2 und Spule
7 hierin
unter Bezugnahme eingeschlossen ist. An einem distalen unteren Ende
des Magnetankers
2 ist ein zweiter Ventilkörper
4 sowie
ein Anschlagelement
13 vorzugsweise in der Gestalt eines
Federtellers angeordnet. Der zweite Ventilkörper
4 ist aus einem
geeigneten Material wie beispielsweise Metall (rostfreiem Stahl),
um eine lange Lebensdauer zu haben. Der Federteller
13 ist
aus einem geeigneten Material wie beispielsweise einem Kunststoff,
der hohen Temperaturen standhält.
Hierzu eignen sich beispielsweise glasfaserverstärkte Polyamide und/oder Mineral
verstärkte
Polyamide.
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Der
Federteller 13 sowie der zweite Ventilkörper 4 sind durch
ein geeignetes Verbindungsverfahren wie Stecken, Kleben Nieten etc.
fix mit dem Magnetanker 2 verbunden, um sich integral mit
dem Magnetanker 2 zu bewegen. Alternativ kann das distale
Ende des Magnetankers 2 jedoch auch einen sogenannten (nicht
gezeigten) Kerbnagel aufweisen, um den Federteller 13 und
den zweiten Ventilkörper 4 an
dem distalen Ende des Magnetankers 2 zu befestigen. Ein
derartiger Kerbnagel wird in eine Bohrung des Magnetankers 2 eingepresst,
um die Elemente 13 und 4 an dem Magnetanker 2 zu
befestigen. Vorzugsweise wird ein Kerbnagel nach DIN 1476 (ISO 8746)
mit einer Verdickung an einem Ende verwendet. Es kann jedoch auch
ein anderer Kerbnagel verwendet werden, beispielsweise ein Kerbnagel nach
DIN 1471 (ISO 8744), DIN 1472 (ISO 8745) oder DIN 1473 (ISO 8740).
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Der
Federteller 13 schafft eine formschlüssige Verbindung zwischen einer
Feder 10 und dem Magnetanker 2, um den Magnetanker 2 zusammen
mit dem Federteller 13 und dem zweiten Ventilkörper 4 durch
die Druckkraft der Feder 10 nach unten zu bewegen. Der
Federteller 13 weist Unterbrechungen bzw. Fluiddurchtritte 13A auf,
um eine Strömung
des Fluids von dem zweiten Ventilkörper 4 zu einem Ventilinnenraum 9 zu
ermöglichen.
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Darüber hinaus
wirkt der Federteller 13 als ein Anschlagelement, um über einen
Eingriff des Federtellers 13 mit einem ersten Ventilkörper 3 eine
Federkraft auf den ersten Ventilkörper 3 aufzubringen, so
dass der erste Ventilkörper 3 in
Schließrichtung,
d. h. in den Figuren nach unten, bewegt werden kann. Der erste Ventilkörper 3 weist
an seiner Stirnseite 3B eine Dichtung 3E auf,
um mit einem Dichtsitz 52 (siehe 3 bis 6)
in Eingriff zu treten, so daß ein Fluiddurchtritt 33 zwischen
einem ersten Ventilanschluß 31 und
einem zweiten Ventilanschluß 32 verschlossen
wird.
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Der
Ventilsitz 52 ist vorzugsweise in einem Turboladergehäuse 50 ausgebildet.
Das Abblaseventil ist als sogenanntes Ventil der Einsetzart konfiguriert,
das über
einen Flansch 6, der über
eine Dichtung 5 an dem Turboladergehäuse 50 abgedichtet wird,
in das Turboladergehäuse 50 eingesetzt
wird. Dabei dient ein unterhalb des ersten Ventilkörpers 3 angeordneter
Raum als der erste Ventilanschluß 31, der mit einer
Druckseite des Turboladers verbunden ist, während ein am Außenumfang
des im wesentlichen zylindrischen ersten Ventilkörpers 3 ausgebildeter
Ringraum innerhalb des Turboladergehäuses 50 als der zweite
Ventilanschluß 32 dient.
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Wenn
ein an der Druckseite des Turboladers anstehender Druck P1 abgelassen
werden soll, muß der
erste Ventilkörper 3 geöffnet werden,
um den Fluiddurchtritt 33 zwischen dem ersten Ventilanschluß 31 und
dem zweiten Ventilanschluß 32 zu öffnen. Das
Ventil kann sowohl an der Verdichterseite zum Steuern bzw. Regeln
des Ladedrucks als auch auf der Turbinenseite eingesetzt werden,
um als sogenanntes Waste-Gate-Ventil zu dienen.
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Der
Ventilinnenraum 9 ist als ein Druckraum gestaltet, der
einen Fluiddruck P3 auf die Rückseite 3D des
ersten Ventilkörpers 3 ausüben kann,
um eine Fluiddruckkraft in Schließrichtung des ersten Ventilkörpers 3 auszuüben. Hierzu
ist dieser Ventilinnenraum 9 mittels eines Dichtelements 14 gegenüber dem
als Ringraum gestalteten zweiten Ventilanschluß 32 abgedichtet.
Diese Abdichtung kann durch eine Membran oder einen Kolbenring erfolgen.
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Vorzugsweise
wird jedoch ein lippenförmiges Dichtelement 14 eingesetzt,
das bei geschlossenem ersten Ventilkörper 3 an einem axialen
Dichtsitz 15 des Ventilgehäuses anliegt, um eine nahezu
vollständige
Abdichtung des Ventilinnenraums 9 gegenüber dem zweiten Ventilanschluß 32 zu
gewährleisten.
Bei geöffnetem
ersten Ventilkörper 3 läßt dieses
lippenförmige
Dichtelement 14 über
ein radiales Spiel zwischen dem axialen Dichtsitz 15 und
einem Außenumfang
des ersten Ventilkörpers 3 eine
geringfügige, vorgegebene
Strömung
zwischen dem Ventilinnenraum 9 und dem zweiten Ventilanschluß 32 zu.
Um diese Strömung
zu begrenzen bzw. zu drosseln, ist vorzugsweise ein Schutzkragen 20 mit
einem Kolbenhemd 20A angeordnet, der gleitend in einen
Zylinder 25 eines Ventilgehäuses eingesetzt ist.
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Ein
wirksamer Durchmesser der Abdichtung der Dichtlippe 14A ist
in etwa gleich groß wie
ein wirksamer Durchmesser der Dichtung 3E des ersten Ventilkörpers 3,
so daß auf
die Stirnseite 3B des ersten Ventilkörpers 3 in etwa derselbe
Fluiddruck P1 wirkt wie auf die Rückseite 3D des Ventilkörpers 3.
Je nach Auslegung des Abblaseventils kann jedoch der wirksame Durchmesser
des Dichtelements 14 auch größer oder kleiner als der wirksame
Durchmesser der Dichtung 3E gestaltet werden. Im Zusammenhang mit
der Betätigungskraft
des Magnetankers 2 sowie der Feder 10 mit ausgewählter Federrate
und Vorspannung kann der Konstrukteur die Durchmesser des Dichtelements 14 und
der Dichtung 3E entsprechend gestalten, um eine gewünschte Charakteristik des
Abblaseventils zu erzielen.
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Auf
die Feder 10 kann eventuell sogar vollständig verzichtet
werden, wenn beispielsweise der Durchmesser des Dichtelements 14 größer gewählt wird
als der Durchmesser der Dichtung 3E, um eine entsprechende
Schließkraft
zu erzeugen.
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Des
weiteren ist an einem Außenumfang
des ersten Ventilkörpers
zumindest ein Fluiddurchtritt 11 vorgesehen, um den Ventilinnenraum 9 mit
dem zweiten Ventilanschluß 32 zu
verbinden. Durch diesen Fluiddurchtritt 11 hindurch kann
Fluid aus dem Ventilinnenraum 9 in den zweiten Ventilanschluß 32 abgelassen
werden, wenn der Druck in dem Ventilinnenraum 9 zum Öffnen des
Ventils abgebaut werden soll.
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Dieser
Fluiddurchtritt 11 hat vorzugsweise eine große Querschnittsfläche, um
ein Verstopfen oder Zusetzen aufgrund von Ablagerungen wie Kondensat, Ölkohle,
Rußpartikel
oder dergleichen zu verhindern. Der Fluiddurchtritt 11 wird
strömungstechnisch
optimal gestaltet, um beispielsweise in dem Durchtritt 11 eine
laminare Strömung
zu erzeugen, die keine Abscheidung von Partikeln oder Flüssigkeitströpfchen hervorruft.
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Darüber hinaus
ist der Fluiddurchtritt 11 durch ein Verschlußorgan 18 verschließbar, um
bei geschlossenem ersten Ventilkörper 3 einen
Druck in dem Ventilinnenraum 9 aufzubauen, der auf den
ersten Ventilkörper 3 in
Schließrichtung
wirkt. Der Fluidurchtritt 11 wird vorzugsweise durch Gießen des ersten
Ventilkörpers 3 ausgebildet.
Dies führt
zu dem Vorteil einer kostengünstigen
einfachen und schnellen Herstellung, weil ein anschließender Bearbeitungsvorgang
wie Bohren, Fräsen
etc. entfallen kann. In anderen Worten wird der Fluiddurchtritt 11 bereits
beim Gießen
des ersten Ventilkörpers 3 mit seiner
großen
Querschnittsfläche
ausgebildet und eine Nachbearbeitung ist im wesentlichen nicht notwendig.
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Das
Verschlussorgan 18 kann beispielsweise mit einem schwimmend
gelagerten Ring oder Rohrstück
oder einem Ring- oder Rohrsegment, das in einer Tasche bzw. Aussparung
des Ventilkörpers 3 lose
gehalten wird, vorgesehen werden. Es kann jedoch auch eine Klappe,
ein entsperrbares Rückschlagventil
oder ein Membranventil als Verschlußorgan 18 eingesetzt
werden.
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Das
Verschlussorgan 18 wird vorzugsweise als Blatt bzw. Plättchen gestaltet
und vor einer Mündung 11A des
Fluiddurchtritts 11 schwimmend gelagert. Dabei wird das
Verschlußorgan 18 nur
in einem Abstand von wenigen Zehntel Millimeter vor der Mündung 11A gehalten.
Sobald sich ein Überdruck
vom Ventilinnenraum 9 gegenüber der Niederdruckseite bzw.
des zweiten Ventilanschlusses 32 einstellt, strömt eine
kleine Menge Fluid durch den Fluiddurchtritt 11. Der dann
quer zur Strömungsrichtung
entstehende Unterdruck saugt sofort das nur einige Milligramm wiegende
Verschlussorgan 18 an die Innenwand des Ventilkörpers 3 bzw.
vor die Mündung 11A und
verschließt
den Schlitz 11. Der sich nun im Innenraum 9 aufbauende
Druck sorgt weiter dafür, dass
das Verschlussorgan 18 vor dem Schlitz 11 haften
bleibt.
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Wenn
ein Aktuator 2 die Öffnungskraft
erzeugt, wird zuerst im ausgeglichenen Druckbereich das zentrale
Pilotventil bzw. der zweite Ventilkörper 4 geschlossen
und gleichzeitig mit dieser Bewegung das Verschlussorgan 18 so
verschoben, dass die Mündung 11A des
Schlitzes 11 freigegeben wird. Das bewirkt den raschen
Druckabbau im Ventilinnenraum 9 und infolgedessen eine
sehr schnelle Öffnungsbewegung
des ersten Ventilkörpers 3.
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Es
soll nun die Betriebsweise zum Öffnen und
Schließen
des Abblaseventils anhand der Figuren näher erläutert werden.
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In
dem in 3 dargestellten geschlossenen Zustand des Abblaseventils
liegt die Dichtung 3E des ersten Ventilkörpers 3 an
dem Dichtsitz 52 des Gehäuses 50, wie beispielsweise
einem Turboladergehäuses
an, um zwischen dem ersten Ventilanschluß 31 und dem zweiten
Ventilanschluß 32 abzudichten, so
daß kein
Durchfluß zwischen
den beiden Ventilanschlüssen 31, 32 möglich ist.
In diesem Zustand ist der zweite Ventilkörper 4 geöffnet und
ermöglicht, daß der an
dem ersten Ventilanschluß 31 anstehende Überdruck
P1 in den Ventilinnenraum 9 gelangt, der wiederum über das
Dichtelement 14 gegenüber dem
zweiten Ventilanschluß 32 abgedichtet
ist.
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Dabei
liegt das Verschlußorgan 18 an
der Mündung 11A des
Fluiddurchtritts 11 an, um den Fluiddurchtritt 11 im
wesentlichen abzudichten. Vorzugsweise ist die Kontur des Schlitzes 11 bzw.
der Mündung 11A und
das Verschlußorgan 18 aus
hartem Material gefertigt, um ein reibungsarmes und verschleißarmes Gleiten
des Verschlußorgans 18 zum Öffnen und
Schließen
zu ermöglichen.
Darüber
hinaus kann durch das harte Material eine Verschmutzung des Ventilsystems
durch einen Abrieb minimiert bzw. verhindert werden.
-
Die
dabei entstehende Leckage aufgrund des verwendeten harten Materials
für den
Schlitz 11 und das Verschlußorgan 18 liegt dabei
in einem zulässigen
Bereich von beispielsweise 30 bis 60 Norm-Liter Luft pro Stunde.
Die Verwendung von hartem Materialien, wie beispielsweise Polyamid
PA6.6 oder Polyvenylensulfid PPS für das zweite Pilotventil 11a, 18,
d. h. für
die Mündung 11a des
Schlitzes 11 und das Verschlußorgan 18 bietet den
Vorteil, daß beim
Verschieben des Verschlußorgans 18 gegenüber der
Mündung 11A nur
eine geringe Reibung auftritt und des weiteren kein oder nur minimaler
Abrieb entsteht, um eine Verschmutzung des Ventilsystems zu vermeiden.
Aufgrund der geringen Reibung kann auch ein schneller Schaltvorgang
des Ventilsystems gewährleistet
werden sowie eine geringe Aktuatorkraft, um einen kleinen Aktuator 2, 7 einsetzen
zu können
bzw. um die Wärmeerzeugung
eines Elektromagneten zu minimieren.
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Ein
Druckabfall in dem Ventilinnenraum 9 tritt trotz der Leckage
des zweiten Pilotventils 11A, 18 nicht auf, weil
im geschlossenen Zustand des ersten Ventilkörpers 3, d. h. im
geschlossenen Zustand des Ventilsystems, der zweite Ventilkörper 4 geöffnet ist, um
ein Nachströmen
von Fluid von der Druckseite, d. h. von dem ersten Ventilanschluß 31 her
zu ermöglichen.
Auf diese Weise wird das Ventil immer auf sichere Weise in dem geschlossenen
Zustand gehalten.
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Auf
diese Weise wirken auf die Stirnseite 3B des ersten Ventilkörpers 3 und
die Rückseite 3D des ersten
Ventilkörpers 3 bei
gleichem Druck (P1 = P3) im wesentlichen dieselben Fluidkräfte, wenn
der wirksame Durchmesser der Dichtung 3E gleich dem des
Dichtelements 14 ist. Je nach Auslegung des Ventils kann
der Durchmesser des Dichtelements 14 jedoch auch etwas
größer oder
kleiner als der Durchmesser der Dichtung 3E gestaltet werden.
Auf diese Weise kann der Konstrukteur gewünschte Kräfteverhältnisse in Verbindung mit der
Kraft des Aktuators 2 und der Kraft der Feder 10 (falls
diese vorhanden ist) einstellen.
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Wenn
das Ventil geöffnet
werden soll, wird elektrischer Strom über den (nicht gezeigten) elektrischen
Anschluß zu
der Spule 7 zugeführt,
um die Spule 7 zu erregen. Dadurch wird der Magnetanker 2 nach
oben gezogen und nimmt den zweiten Ventilkörper 4 sowie den Federteller 13 mit.
Infolgedessen wird der zweite Ventilkörper 4 mit dem Ventilsitz 3C in Eingriff
gebracht, der innerhalb des Ventilkörpers 3 ausgebildet
ist, wie in 4 gezeigt ist.
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Durch
den Eingriff des zweiten Ventilkörpers 4 mit
dem Ventilsitz 3C wird der Ventildurchlaß 3A zwischen
dem ersten Ventilanschluß 31 und
dem Ventilinnenraum 9 geschlossen.
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Des
weiteren wird durch in Eingrifftreten des Anschlagelements 13 und/oder
des ersten Ventilkörpers 3 mit
dem Verschlußorgan 18 das
Verschlußorgan 18 nach
oben in der Zeichnung von der Mündung 11A des
Fluiddurchtritts 11 weggeschoben, um den Fluiddurchtritt 11 freizugeben.
Dadurch kann das Fluid aus dem Ventilinnenraum 9 über den
Fluiddurchtritt 11, wie in 4 gezeigt
ist, in den zweiten Ventilanschluß 32 hinein abfließen, um
den Druck in dem Ventilinnenraum 9 abzubauen bzw. mit dem
Druck auf der stromabwärtigen
Seite bzw. in dem zweiten Ventilanschluß 32 auszugleichen.
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Infolgedessen
entsteht eine große
Druckdifferenz zwischen der Stirnseite 3B und der Rückseite 3D des
ersten Ventilkörpers 3,
um aufgrund dieser Druckdifferenz den Ventilkörper 3 nunmehr aufzuschieben
und diesen in die in 5 gezeigte Stellung zu verbringen.
Dabei wird vorzugsweise in der vollständig geöffneten in 5 gezeigten
Stellung des Ventilsystems der zweite Ventilkörper 4 in der Schließstellung
belassen. Alternativ kann der zweite Ventilkörper 4 jedoch auch
bei vollständig
geöffnetem ersten
Ventilkörper 3 in
eine leichte Öffnungsstellung verbracht
werden. In diesem Fall würde
einfach ein Teil des Fluids durch den Durchtritt des zweiten Ventilkörpers 4 über den
Ventilinnenraum 9 und den Fluiddurchtritt 11 zu
dem zweiten Ventilanschluß 32 abfließen, ohne
einen signifikanten Druckaufbau in dem Ventilinnenraum 9 zu
erzeugen.
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Wenn
durch die weitere Aufwärtsbewegung des
Magnetankers 2 mit dem zweiten Ventilkörper 4 der erste Ventilkörper 3 geringfügig von
seinem Sitz 52 abgehoben wird, wie in 4 dargestellt
ist, kann das Fluid aus dem Ventilinnenraum 9 über den
geöffneten
Fluiddurchtritt 11 abströmen.
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Aufgrund
der Verringerung des Fluiddrucks P3 in dem Ventilinnenraum 9 wird
nun der Ventilkörper 3 aufgrund
des Überdrucks
P1 an dem ersten Ventilanschluß 31 nach
oben, d. h. in eine Öffnungsrichtung
bewegt.
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Der
vollständig
geöffnete
Zustand des Abblaseventils, d. h. des Ventilkörpers 3, ist in 5 dargestellt.
In diesem Zustand ist der zweite Ventilkörper 4 aufgrund der
Zugkraft des Magnetankers 2 im wesentlichen geschlossen.
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Wenn
ausgehend von dem in 5 dargestellten vollständig geöffneten
Zustand des Abblaseventils dieses geschlossen werden soll, erfolgt
dies einfach durch Unterbrechen der Stromzufuhr zu der Spule 7.
Dadurch wird die elektromagnetische Kraft auf den Magnetanker 2 aufgehoben,
so daß eine
zum Abdichten des zweiten Ventilkörpers 4 erforderliche Kraft
entfällt,
um den zweiten Ventilkörper 4 von
dem Dichtsitz 3C des ersten Ventilkörpers 3 abzuheben. In
anderen Worten öffnet
der zweite Ventilkörper 4 den
Ventildurchlaß 3A,
wie insbesondere in 6 dargestellt ist.
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Dadurch
wird eine Verbindung des Ventilinnenraums 9 mit einer Staudruckseite,
d. h. der Stirnseite 3B des ersten Ventilkörpers 3,
geschaffen, um den Staudruck bzw. Überdruck P1 in den Ventilinnenraum 9 einzuleiten.
Dieser in den Ventilinnenraum 9 eingeleitete Überdruck
P1 hilft zusammen mit der Feder 10 den Ventilkörper 3 in
eine Schließrichtung
zu bewegen.
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Wenn
die Öffnungskraft
von dem Aktuator 2 weggenommen wird, wie in 6 gezeigt
ist, wird der zweite Ventilkörper 4 vorzugsweise
durch die Vorspanneinrichtung 10 geöffnet, um Fluid in den Ventilinnenraum 9 einzuleiten.
Das Verschlußorgan 18 wird
durch das Anschlagelement 13 nach unten vor die Mündung 11A geschoben.
Durch den sich einstellenden Druck im Ventilinnenraum 9 legt
sich das Verschlußorgan 18 an
die Mündung 11A an,
um den Fluiddurchtritt 11 zu verschließen. Darüber hinaus verhindert der Schutzkragen 20 bzw.
Strömungsbremsring
ein schnelles Entweichen des Fluids aus dem Ventilinnenraum 9,
es entsteht eine Drosselwirkung.
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Der
Druck im Ventilinnenraum 9 zusammen mit der sich im Fluiddurchtritt 33 entstehenden
Bernoullikraft und der Kraft der Feder 10 drücken den
ersten Ventilkörper 3 zu,
um das Abblaseventil zu schließen.
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Somit
wird der erste Ventilkörper 3 zusammen
mit dem Anschlagelement 13 gegenüber dem Magnetanker 2 abwärts verschoben,
um das Verschlußorgan 18 durch
in Eingriff treten mitzunehmen und vor die Mündung 11A des Fluiddurchtritts 11 zu schieben.
Aufgrund des über
das erste Pilotventil 3A, 4 eingeleitete Fluid
in den Ventilinnenraum 9 baut sich in dem Ventilinnenraum 9 wiederum
ein Druck auf, der das Verschlußorgan 18 gegen
die Mündung 11a des
Fluiddurchtritts drückt,
um diesen abzudichten.
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Aufgrund
des Druckaufbaus in dem Ventilinnenraum 9 gleicht sich
ein Druck an einer Stirnseite 3B und einer Rückseite 3D des
ersten Ventilkörpers 3 im
wesentlichen aus, um den Ventilkörper 3 nun aufgrund
der Schwerkraft oder aufgrund einer höheren Druckkraft auf dessen
Rückseite,
wenn der Durchmesser entsprechend größer gestaltet ist, oder aufgrund
einer Vorspanneinrichtung, wie beispielsweise einer Feder 10,
den ersten Ventilkörper 3 zu schließen.
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Durch
entsprechendes Anpassen dieser Strömungswiderstände sowie
des Strömungswiderstands
an dem Ringspalt des Dichtelements 14 kann eine gewünschte Charakteristik
des Abblaseventils erzielt werden.
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Somit
wird der erste Ventilkörper 3 im
geschlossenen, in der 3 gezeigten Zustand durch die
auf die Rückseite 3D wirkende
Fluidkraft zugehalten, so daß nur
eine geringe Federkraft der Feder 10 erforderlich ist,
um das Abblaseventil geschlossen zu halten. Andererseits wird nur
eine geringe Kraft des Aktuators 2, 7 benötigt, um
zum Öffnen
des Abblaseventils den kleinen zweiten Ventilkörper 4 zu schließen, weil
der erste Ventilkörper 3 nach
dem Ablassen des Ventilinnendrucks P3 durch den an der Stirnseite 3B anstehenden
Staudruck P1 geöffnet
wird.
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Somit
kann eine schwache oder gar keine Feder eingesetzt werden und/oder
ein kleiner verhältnismäßig schwacher
Aktuator 2, 7, der einen geringen Strombedarf
sowie eine geringe Wärmeentwicklung
hat. Trotzdem kann das Abblaseventil in sehr kurzer Zeit geöffnet und
geschlossen werden. Darüber
hinaus kann ein Flattern des ersten Ventilkörpers 3 in der Anfangsphase
des Öffnens
aufgrund des dynamischen Druckabfalls in dem Fluiddurchtritt aufgrund
des Venturi-Effekts durch den schnellen Öffnungsvorgang aufgrund des
Ablassen des Drucks aus dem Ventilinnenraum 9 verhindert
werden.
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Die
in dem Abblaseventil auftretenden Öffnungs- und Schließkräfte werden
vorzugsweise so ausgelegt, dass das Abblaseventil, d. h. der erste Ventilkörper 3 des
Abblaseventils, zumindest bei niedriger Versorgungsspannung der
Magnetspule 7 und hoher Betriebstemperatur, d. h. bei niedrigem Stromfluß durch
die Magnetspule 7 hindurch, im drucklosen Zustand nur geringfügig öffnet, beispielsweise
ca. 0,5 bis 2 mm und erst durch den am ersten Ventilanschluß 31 wirkenden
Betriebsüberdruck
P1 vollständig
geöffnet
wird, beispielsweise ca. 3 bis 8 mm. Es soll jedoch nicht auf diesen
Bereich beschränkt
sein, sondern es können
je nach Einsatzzweck und Baugröße des Ventils
auch andere Bereiche gewählt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche abgewandelt
werden. Insbesondere muß der
Aktuator 2, 7 nicht ein elektromagnetischer Aktuator sein,
sondern es kann jeder andere Aktuator wie beispielsweise ein pneumatischer
oder hydraulischer Aktuator oder ein Stellmotor eingesetzt werden.
Das Abblaseventil muß nicht
zwangsläufig
in einem Turbolader eingesetzt werden, sondern kann auch an anderer
Stelle zur Anwendung kommen. Dabei kann das Ventil neben dem Steuern
von Gasen auch zum Absperren von Flüssigkeiten verwendet werden.
Das Ventil muß auch
nicht in der sogenannten Einsetzart gestaltet sein, sondern kann
ein eigenes Untergehäuse
aufweisen, das den entsprechenden Ventilsitz 52 aufweist.
-
Vorteilhaft
ist bei dem neuen Abblaseventil, dass der für das Schließen notwendige
Innendruckaufbau dadurch begünstigt
wird, dass aufgrund des Verschließens des Fluiddurchtritts 11 mittels
des Verschlußorgans 18 kein
Fluid aus dem Innenraum 9 abfließen kann. Andererseits wird
durch die Ausbildung der Austrittsöffnung als Schlitz 11 selbst
bei geringer Verschiebung des Verschlußorgans 18, also mit
kleinem Hub des Pilotventils 4, eine relativ große Querschnittsfläche freigegeben,
um zum Öffnen
des Ventilkörpers 3 den
Druck in dem Ventilinnenraum 9 schnell abzubauen. Aufgrund
der relativ großen Querschnittsfläche des
Schlitzes 11 kann darüber
hinaus die Gefahr des Verschmutzens oder Zusetzens des Schlitzes 11 minimiert
bzw. verhindert werden.
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Im
Spritzgießwerkzeug
bereitet der Schlitz 11 keinerlei Probleme, d. h. der Schlitz 11 kann
auf einfache Weise durch Gießen
hergestellt werden, so dass ein zusätzlicher Bearbeitungsvorgang
wie Bohren oder Fräsen
entfallen kann. Somit kann der Schlitz bzw. Fluiddurchtritt 11 einfach
und kostengünstig
hergestellt werden.
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Die
innere Formgebung des Schlitzes 11 kann strömungstechnisch
optimal gestaltet werden, so dass beim Fluidaustritt wenig Verwirbelungen
auftreten, wodurch die Abscheidung von im Fluid mitgeführten Verschmutzungen
begünstigt
werden würde. Dadurch
kann ein Verschmutzen oder Zusetzen weiter verhindert werden. In
anderen Worten wird eine laminare Strömung in dem Schlitz durch die
Formgebung des Strömungsquerschnitts
erzielt, um eine Abscheidung von Feststoffen und/oder Flüssigkeitströpfchen an
der Wandung des Schlitzes zu verhindern. Derart kann eine Einengung
des Strömungsquerschnitts
oder gar ein vollständiger
Verschluß des Schlitzes
auf sichere Weise verhindert werden.
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Das
Abblaseventil hat den Vorteil eines schnellen Druckauf- und abbaus über das
zweite Pilotventil bestehend aus Schlitz 11 und Verschlussorgan 18.
Dadurch sind die Schaltzeiten, d. h. die Zeitdauer zum Öffnen und
Schließen
des Ventils sehr kurz, um in einem Regel- bzw. Steuerkreis schnell ansprechend
auf ein entsprechendes Signal reagieren zu können. Durch die eindeutige
Umschaltung zwischen Öffnen
und Schließen
gibt es praktisch keine Druckabhängigkeit
und keine Druckbegrenzung nach oben.
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Die
Kontur des Schlitzes 11 bzw. die Mündung 11A und das
Verschlussorgan 18 sollten vorzugsweise aus hartem Material
gefertigt werden, um ein reibungsarmes und verschleißarmes Gleiten
des Verschlußorgans 18 zu
ermöglichen.
Hierdurch ist ein Verschieben des Verschlußorgans 18 mit geringen
Kräften
möglich.
Darüber
hinaus wird eine Verschmutzung des Ventilsystems durch einen Abrieb minimiert
bzw. verhindert.
-
Durch
die Abdichtung hart auf hart entsteht eine Leckage, die als Undichtigkeit
des geschlossenen Ventilsystems gemessen werden kann. Jedoch liegt
diese Leckage innerhalb eines zulässigen Bereichs von beispielsweise
30 bis 60 Norm-Liter Luft pro Stunde. Die Verwendung von harten
Materialien, wie beispielsweise Polyamid PA 6.6 oder Polyvenylensulfid
PPS für
das zweite Pilotventil 11A, 18, d. h. für die Mündung 11A des
Schlitzes 11 und das Verschlußorgan 18, bietet
den Vorteil, dass beim Verschieben des Verschlußorgans 18 gegenüber der Mündung 11A nur
eine geringe Reibung auftritt und des weiteren kein oder nur minimaler
Abrieb entsteht, um eine Verschmutzung des Ventilsystems zu vermeiden.
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- 1
- Ventilgehäuse
- 2
- Magnetanker
- 3
- erster
Ventilkörper
- 3A
- Ventildurchlaß
- 3B
- Stirnseite
- 3C
- Ventilsitz
- 3D
- Rückseite
- 3E
- Dichtung
- 4
- zweiter
Ventilkörper
- 5
- Dichtung
- 6
- Flansch
- 7
- Magnetspule
- 9
- Ventilinnenraum
- 10
- Vorspanneinrichtung
bzw. Feder
- 11
- Fluiddurchtritt
- 11A
- Mündung
- 13
- Anschlagelement
- 13A
- Fluiddurchtritt
- 14
- Dichtelement
- 14A
- Dichtlippe
- 15
- axialer
Dichtsitz
- 18
- Verschlußorgan
- 20
- Schutzkragen
- 20A
- Kolbenhemd
- 25
- Zylinder
- 31
- erster
Ventilanschluß
- 32
- zweiter
Ventilanschluß
- 33
- Fluiddurchtritt
- 50
- Turboladergehäuse
- 52
- Dichtsitz
- P1
- stromaufwärtiger Druck
- P2
- stromabwärtiger Druck
- P3
- Ventilinnendruck