(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、該ケーシング内に配置されたソレノイドと、該ソレノイドによって可動のピンと、該ピンに結合されたピストンと、シールとを備える弁であって、
前記ピストン（８）は金属製であり、ピン軸線に対して平行に方向付けられた２つの同心の領域を有しており、かつ前記ピストンとは異なる材料から成るシールを有しており、該シールは前記ピストンの底部領域に配置されており、
前記ソレノイドの非作動状態において、ばね（９）が弁座（１０）に向かって、前記ピストン（８）に予荷重を加えており、
前記２つの同心の領域は、半径方向外側の領域（１２）が１８０°変向して、半径方向内側の領域（１３）に移行することにより、互いに一体に結合されており、前記半径方向内側の領域（１３）は、前記ばね（９）の折曲がりを防いでいる、
ことを特徴とする、弁。
【請求項２】
前記ピストンは、特殊鋼製である、請求項１記載の弁。
【請求項３】
前記ピストンは、クロムニッケル鋼製である、請求項２記載の弁。
【請求項４】
前記シールは、ゴム製またはプラスチック製である、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁。
【請求項５】
前記シールは、ＥＰＤＭ製またはＰＰＡ製である、請求項４記載の弁。
【請求項６】
前記シールは環状に形成されており、かつ内部に前記ピストンの、前記ケーシングとは反対の側の縁部が配置されているスリットを有している、請求項４または５記載の弁。
【請求項７】
前記シールは、０．３ｍｍ〜５ｍｍの厚さを有している、請求項６記載の弁。
【請求項８】
前記シールは、０．５ｍｍ〜３ｍｍの厚さを有している、請求項７記載の弁。
【請求項９】
半径方向内側の領域は、前記ピストンの高さの少なくとも３０％を占めている、請求項１から８までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１０】
半径方向内側の領域は、前記ピストンの高さの少なくとも５０％を占めている、請求項９記載の弁。
【請求項１１】
半径方向内側の領域は、前記ピストンの高さの少なくとも８０％を占めている、請求項９記載の弁。
【請求項１２】
前記ピストンは、前記ピンに直接に結合されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１３】
前記ピストンは、前記ピンに直接に溶接されているまたはリベット締結されている、請求項１２記載の弁。
【請求項１４】
前記ピストンの金属は、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの厚さを有している、請求項１から１３までのいずれか１項記載の弁。
【請求項１５】
前記ピストンの金属は、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍの厚さを有している、請求項１４記載の弁。
【請求項１６】
前記ピストンの金属は、０．５ｍｍの厚さを有している、請求項１４記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、ケーシングと、ケーシング内に配置されたソレノイドと、ソレノイドによって可動のピンと、ピンに結合されたピストンと、シールとを備えた弁である。
【背景技術】
【０００２】
このような弁は、惰行運転中に吸込み側に対してバイパスを解放するために、とりわけ自動車のターボチャージャにおけるブローオフバルブとして使用され、したがって公知である。ターボチャージャの激しい制動を防止するため、しかしまた迅速な始動をも保証するためには、弁の迅速な開閉が重要な前提条件になる。特に閉鎖時には、弁座にピストンが当接することによる即時閉鎖が重要である。よって、重量の理由から、ピストンはプラスチックから形成されている。弁座はターボチャージャのケーシングにより形成され、ケーシングには弁がフランジ締結される。耐用年数にわたって必要とされる多数の閉鎖サイクルと、運転に起因する熱負荷とに基づき、ピストンのプラスチックおよび特にシール縁部の領域の構成には、構成部材に対する高度な要求が課される。このようなピストンには相応してコストがかかる。さらに、個々のケースでは、耐用年数にわたってシール作用の弱まりが生じる。さらに、各管路内の圧力の状態に基づき、閉鎖方向および閉鎖方向とは逆の方向に作用する力の他に、ピストンひいてはばねにも追加的なモーメントが作用することになり、これは、ばねに関して、折曲がりの危険を含んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の根底を成す課題は、耐用年数にわたり確実な作動状態を有する弁を提供することにある。この場合、弁は廉価であることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、ピストンが金属製であり、ピン軸線に対して平行に方向付けられた２つの同心の領域を有しており、かつピストンとは異なる材料から成るシールを有しており、シールはピストンの底部領域に配置されていることによって、解決される。
【０００５】
ピストンを、底部領域に配置されたシールを備えて金属から形成することは、本来のピストンからの、シール機能の分離を可能にする。これは、唯一シール機能だけに合わせたシールの構成を可能にし、したがって、シール機能が改良されることになる。同時に、これにより、ピストンをより簡単に形成することができるので、その製造が廉価になる。ピン軸線に対して平行に方向付けられた２つの同心の領域を設けることは、外側の領域が従来通りにピストンの外周面を形成し、内側の同心の領域はばねを支持するために用いられる、という利点を有している。特に底部領域においてピストンの複雑さが大幅に低減されることで、深絞りによるピストンの製造が可能になる。さらに、金属ピストンは、耐熱性がより高いという利点を有しており、したがって、本発明による弁は、特により高い温度で、より広範な使用分野をカバーすることができる。
【０００６】
ピストンが特殊鋼製、好適にはクロムニッケル鋼製である場合、腐食性媒体に対するより大きな耐久性ひいてはより長い耐用年数が与えられる。良好な媒体耐久性は、シールにおいて、シール材料としてゴム、好適にはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、またはプラスチック、好適にはポリフタルアミド（ＰＰＡ）が用いられることによって達成される。ゴムとプラスチックとは両方共、金属の弁座に対するシール用に良好に適しており、さらに、製造誤差に基づくまたは耐用年数にわたる位置の不正確さを補償することができる。
【０００７】
有利な構成では、ピストンとのシールの結合部は、シールが環状に形成されており、かつ内部にピストンの、ケーシングとは反対の側の縁部が配置されているスリットを有している場合に、特に簡単に形成される。この構成では、シールは最も簡単なケースでは得に廉価に、縁部に圧着することができる。別の有利な構成では、シールは縁部において加硫されて被着されている。このようにして、ピストンとシールとの、特に内部での結合が達成される。シールがプラスチック製の場合には、縁部を包囲するようにシールを射出成形することも可能である。
【０００８】
シール要求および取付け箇所に応じて、シールを的確に適合させることができる。これは、シール本体の厚さにより簡単に行うことができ、この場合、シール本体とは、ピストンの外側に配置されたシール部分を意味する。この場合、０．３ｍｍ〜５ｍｍ、好適には０．５ｍｍ〜３ｍｍの厚さが有利であることがわかった。
【０００９】
ピン軸線に対して平行に方向付けられた２つの同心の領域は、外側の領域が鉢状のピストンの周面であり、ピンとピストン周面との間に位置する内側の領域が、好適には溶接によってピストンと結合された円筒であることにより、特に簡単に形成することができる。ただし、ピストンは、別の有利な構成に基づき、ピン軸線に対して平行に方向付けられた２つの同心の領域が互いに一体に結合されていると、深絞り部品として、したがって１つの作業ステップだけで、特に廉価に製造することができる。半径方向外側の領域は、やはりピストンの周面を形成する一方で、半径方向内側の領域は、ばねを折曲がりから保護している。追加的な構成部材が必要とされることはない。
【００１０】
半径方向内側の領域が、ピストンの高さの少なくとも３０％、好適には５０％、特に８０％を占めていると、ばねの折曲がりが確実に防止される。
【００１１】
ピストンとピンとの結合は、溶接またはリベット締結により行われてよい。両結合形式が有する利点は、ピストンを直接に、したがって追加的な構成部材無しで、やはり金属製のピンに結合することができるという点にある。プラスチックピストンの場合には、ピンとの結合用に、追加的な結合部材が必要とされる。
【００１２】
半径方向内側の領域が、ばねを支持するために、ピストンの底部を形成する平らな領域に移行していると、ピンとの結合が簡単になる。
【００１３】
プラスチックよりも高い金属の安定性に基づき、ピストンの壁厚さを大幅に薄く形成することができる。使用分野に応じて、ピストンの金属が０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ、好適には０．４ｍｍ〜０．６ｍｍ、特に０．５ｍｍの厚さを有していると有利であることがわかった。この場合、プラスチック製ピストンに比べて薄い金属ピストンの壁厚さに基づき、プラスチックよりも高い金属の密度が相殺されるので、弁の重量に大幅な影響が及ぶことはない。
【００１４】
本発明を、一実施例に基づきより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による弁の断面図である。
【図２】ピストンの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示す弁は、弁の電気的な接続用に一体成形されたソケット２を備えたケーシング１を有している。ケーシング１はさらに、一体成形されたフランジ３と３つの孔３ａとを有しており、これらの孔３ａを介してケーシング１は、バイパス管路４の領域に設けられたターボチャージャ（図示せず）にフランジ締結されている。ケーシング１内には、コイル６と金属ピン７とを備えたソレノイド５が配置されている。金属ピン７は、リベット締結によって、クロムニッケル鋼製の鉢状のピストン８に結合されている。バイパス管路４を閉じるために、ソレノイド５の非作動状態においてばね９が、弁座１０に向かってピストン８に予荷重を加えており、したがって、バイパス管路４から管路１１内へ媒体が流入することは一切できなくなっている。この場合、ばね９はソレノイド５とピストン８とに支持されている。ピストン８は、０．５ｍｍの壁厚さを有している。
【００１７】
図２に示すピストン８は、ピン軸線に対して平行に方向付けられた２つの同心の領域１２，１３を有しており、これらの領域１２，１３は、一方の領域１２が１８０°変向して他方の領域１３に移行することにより、互いに一体に結合されている。半径方向外側の領域１２は、鉢状のピストン８の周面を形成している。半径方向内側の領域１３は、ばね９の折曲がりを防いでいる。半径方向内側に向かって領域１３は、ピストン８の底部を形成する平らな領域１４に移行している。領域１４は孔を有しており、この孔を貫通して金属ピン７が案内されかつ底部とリベット締結されている。平らな領域１４に設けられた追加的な複数の開口１５は、弁内部との圧力相殺を可能にする。半径方向外側の領域１２は、ケーシング１とは反対の側に環状の縁部１６を有している。この縁部１６には、ＰＰＡから成るシール１７が一体に射出成形されている。縁部からのシール１７の解離を追加的に防止するために、縁部１６は、４５°未満の角度で半径方向外側に折り曲げられている。縁部１６が、縁部１６の周囲にシール１７を射出する際にプラスチック材料で満たされる複数の開口を有していることにより、シール１７と縁部１６との結合を強めることも考えられる。弁の開閉時にピストン８は、ケーシング１に付属するケーシング部材１８に対して移動する。ケーシング部材１８は、半径方向内向きのカラー１９を有しており、カラー１９にはＶ字形のシール２０が支持されている。シール２０は、反対側ではケーシング１の一部により保持される。シール２０の半径方向内側のシールリップは、ピストン８の周面を形成する領域１２に当接している。
【図１】
0006821029.tif 000002
【図２】
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