Ventil

Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Solenoid, einem von dem So- lenoid bewegbaren Stift und einem mit dem Stift verbundenen Kolben .

Solche Ventile werden unter anderem als Schubumluftventil am Turbolader in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um im Schubbetrieb einen Bypass zur Saugseite freizugeben und sind somit be ^¬ kannt. Um ein zu starkes Abbremsen des Turboladers zu verhin ^¬ dern aber auch ein schnelles Anfahren zu gewährleisten, ist ein schnelles Öffnen und Schließen des Ventils eine wesentli ^¬ che Voraussetzung. Insbesondere beim Schließen kommt es auf das sofortige Verschließen durch das Anlegen des Kolbens an einen Ventilsitz an. Der Ventilsitz wird vom Gehäuse des Turboladers gebildet, an dem das Ventil angeflanscht wird. Das hat zur Folge, dass der Ventilsitz nicht vollkommen parallel zum Kolben steht, was für ein schnelles und vor allem dichtes Schließen erforderlich wäre. Um trotzdem ein sicheres Schließen zu gewährleisten, muss sich der Kolben an den Ventilsitz anpassen. Hierzu ist es bekannt, den Kolben als ringförmigen Grundkörper mit schräg nach radial innen abstehenden Fingern auszubilden, die in eine radial umlaufende Nut des Stifts eingreifen. Aufgrund ihrer Elastizität erlauben die Finger eine Bewegung des Kolbens relativ zum Stift. Es hat sich ge ^¬ zeigt, dass aufgrund von Fertigungs- und Montagetoleranzen Kolben und Stift nicht spielfrei miteinander verbunden sind, was Nachteile beim Schließen des Ventils mit sich bringt. Hinzu kommt, dass die Druckluft beim Durchströmen des Kolbens durch die zwischen Fingern vorhandenen Zwischenräumen den Kolben in einen instabilen Zustand versetzt, indem er ihn in Schwingungen versetzt. Dadurch kann es zum Klemmen des Kolbens und damit des Ventils kommen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, dass einen einfachen Aufbau besitzt und ein schnel ^¬ les und sicheres Schließen ermöglicht. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass der Kolben einen zylinderförmigen Grundkörper mit einer Dichtkante besitzt, dass der zylinderförmige Grundkörper einen Boden aufweist, wobei der Boden Ausnehmungen aufweist, die zwischen 35 % bis 75 % der Grundfläche des Bodens umfassen.

Die Ausbildung des Bodens mit Ausnehmungen in einer Größenordnung von 35 % bis 75 % ermöglicht ein freieres Durchströ ^¬ men des Kolbens. Da der Boden des Kolbens einem strömenden Fluid weniger Widerstand entgegensetzt, ist er vom Fluid we- niger beeinflussbar. Das hat zur Folge, dass sich der Kolben beim Öffnen oder Schließen stabiler bewegen lässt und ein Klemmen dadurch vermieden wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfassen die Ausnehmungen 45 % bis 60 % der Grundfläche des Bodens umfassen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ausnehmungen derart in der Grundfläche des Bodens angeordnet, dass die Ausnehmungen mit ihren Flächenmittelpunkten nach ra- dial außen ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Ausnehmungen mit ihrem Flächenmittelpunkt bedeutet dabei, dass die Ausnehmungen in Richtung des zylindrischen Grundkörpers und somit in radialer Erstreckung aus dem Zentrum der Bodenfläche heraus angeordnet sind. Mit der Anordnung großer Bereiche der Ausnehmungen nah am zylindrischen Grundkörper wird das durchströmende Medium derart gerichtet, dass ein Großteil des Flu ^¬ ids an der Wandung des zylindrischen Grundkörpers entlang strömt. Durch diese Strömung wird der Kolben zusätzlich stabilisiert, so dass Schwenkbewegungen, die zu einem Klemmen führen können, vermeiden werden. Eine besondere Ausrichtung des Kolbens bei der Montage zum Ventilsitz wird vermieden, wenn die Ausnehmungen symmetrisch in der Grundfläche des Bodens angeordnet sind. Damit sind die Ausnehmungen gleichmäßig über die Bodenfläche verteilt, so dass ein durchströmendes Fluid in keinem Bereich der Bodenfläche auf einen bereichsweise erhöhten Widerstand trifft, was im schlimmsten Fall zu einem Verschwenken des Kolbens und damit zum Klemmen führen kann.

Der Boden besitzt noch eine ausreichende Stabilität bei einem vertretbaren Herstellungsaufwand, wenn im Boden zwei bis sechs Ausnehmungen angeordnet sind.

In einer dazu vorteilhaften Ausgestaltung besitzen die Ausnehmungen eine halbkreisförmige Gestalt, wenn im Boden zwei Ausnehmungen angeordnet sind.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen sind im Boden drei oder vier Ausnehmungen angeordnet .

An mehreren Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt in

Fig. 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Ventil,

Fig. 2 - 4 den Kolben mit Boden.

Figur 1 zeigt das Ventil mit einem Gehäuse 1. Das Gehäuse 1 besitzt weiter einen angeformten Flansch 2, über den das Gehäuse 1 an einem nicht dargestellten Turbolader im Bereich der Bypassleitung 3 angeflanscht ist. In dem Gehäuse 1 ist ein Solenoid 4 mit einer Spule 5 und einem Stift 6 angeord ^¬ net. Der Stift 6 ist mit einem topfförmigen Kolben 7 verbunden, der am Umfang seines Bodens 8 eine axial abstehende ringförmige Dichtfläche 9 besitzt. In der gezeigten Schließ ^¬ stellung liegt die Dichtfläche 9 auf dem Ventilsitz 10 an, um die Bypassleitung 3 zu verschließen, so dass kein Fluid von aus der Leitung 3 in die Leitung 11 strömen kann. Eine Feder 12 drückt dabei den Kolben 7 in Richtung Ventilsitz 10. Der Metallstift 6 ist von einem Magneten 13 umgeben, der in einer zylinderförmigen Hülse 14 geführt ist.

Figur 2 zeigt den Kolben 7 mit dem Boden 8, in dem vier Ausnehmungen 15 angeordnet sind. Die Ausnehmungen 15 besitzen die gleiche Form und sind symmetrisch verteilt im Boden 8 an ^¬ geordnet. Eine zentrale Öffnung 16 im Boden 8 dient zur Auf- nähme des Stifts 6, um ihn mit dem Kolben 8 zu verbinden. Die Ausnehmungen 15 soweit radial nach außen wie möglich angeordnet, indem ihre Flächenmittelpunkte F nach radial außen aus ^¬ gerichtet sind. Dadurch wird ein Vorbeiströmen des Fluids an dem zylindrischen Grundkörper 17 des Kolbens 8 ermöglicht. In Figur 3 besitzt der Boden 8 zwei Ausnehmungen 15 mit einer halbkreisförmigen Gestalt, während in Figur 4 drei Ausnehmungen 15 symmetrisch verteilt in der Grundfläche des Bodens 8 angeordnet sind.