Titel

Ventil zum Steuern eines Fluids

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern eines Fluids, insbesondere eines Gases, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Das Ventil kann insbesondere ein Gasventil zum Eindosieren eines gasförmigen Brennstoffs in einen Ansaugtrakt ei ner Verbrennungskraftmaschine sein.

Stand der Technik

Gasventile der vorstehend genannten Art kommen beispielsweise bei Gas- oder Gas- Diesel- Motoren in Personenkraftfahrzeugen, in Nutzfahrzeugen, in Schienenfahrzeu gen und/oder auf Schiffen zum Einsatz. Weitere mögliche Applikationen stellen Gas oder Gas- Diesel- Motoren in Anlagen zur Energiegewinnung und/oder Energieerzeu gung dar. Insbesondere bei Einsatz in Marine-Anwendungen muss das Gasventil spe zielle Anforderungen erfüllen, die darauf abzielen, dass kein brennbares Gas im Wege der Leckage an die Umgebung gelangt. Alle gasführenden Komponenten sind daher in der Regel doppelwandig ausgeführt. Etwaige im Wege der Leckage austretende Gas mengen werden in einer eigens dafür vorgesehenen Kammer aufgefangen. Der Gas gehalt in der Kammer wird überwacht, beispielsweise mit Hilfe sogenannter„Gas schnüffler“. Um den hohen Sicherheitsanforderungen zu genügen, müssen alle Au ßenwände der Kammer druckdicht ausgeführt sein. Da Gasventile der vorstehenden Art in der Regel elektrisch, insbesondere elektromagnetisch, betätigt werden, besteht eine Problematik insbesondere darin, die Kabeldurchführung eines von außen in das Gehäuse geführten Anschlusskabels druckdicht zu gestalten. Herkömmliche Kabel durchführungen, beispielsweise in Form einer Kabelverschraubung, sind nicht druck dicht und damit für doppelwandig ausgeführte Ventile der vorstehend genannten Art nicht geeignet. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zum Steuern eines Fluids, insbesondere zum Steuern eines Gases, anzugeben, das ein Gehäuse zur Auf nahme eines Elektromagneten umfasst, das im Bereich einer Kabel- und/oder Lei tungszuführung zur Verbindung des Elektromagneten mit einer externen Stromquelle, druckdicht ausgebildet ist. Auf diese Weise soll ein Ventil geschaffen werden, das unter anderem für Marine-Anwendungen geeignet ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird das Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorge schlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Offenbarung der Erfindung

Das vorgeschlagene Ventil umfasst ein Gehäuse und einen im Gehäuse aufgenom menen Elektromagneten zur Betätigung eines beweglichen Ventilschließelements. An den Elektromagneten ist mindestens eine elektrische Leitung zur Verbindung mit einer externen Stromquelle angeschlossen. Erfindungsgemäß ist in das Gehäuse ein An schlusselement integriert, das einen Isolator sowie mindestens eine mit dem Isolator kraft- oder formschlüssig verbundene Kontakthülse zur Aufnahme eines Endes der elektrischen Leitung einerseits und zur Aufnahme eines Endes einer von außen heran geführten elektrischen Leitung andererseits umfasst.

Die mindestens eine an den Elektromagneten angeschlossene Leitung endet demnach in der Kontakthülse, so dass diese nicht nach außen geführt werden muss. Das heißt, dass der Bereich, in dem der Elektromagnet aufgenommen ist, in einfacher Weise nach außen druckdicht ausgebildet werden kann, da eine Unterbrechung der Dicht ebene durch ein Anschlusskabel oder eine Anschlussleitung nicht erforderlich ist. An stelle die Dichtebene zu unterbrechen, wird vorliegend die mindestens eine elektrische Leitung, mittels welcher der Elektromagnet mit einer externen Stromquelle verbindbar ist, unterbrochen. Im Bereich der Unterbrechung ist die Stromführung über die Kon takthülse sichergestellt. Die Kontakthülse ist hierzu bevorzugt - zumindest bereichs- oder teilweise - elektrisch leitend ausgeführt. Der den Elektromagneten aufnehmende Bereich des Gehäuses kann somit in einfa cher Weise druckdicht bzw. fluiddicht ausgeführt werden. Insbesondere kann eine doppelwandige Ausführung realisiert werden, die sicherstellt, dass eine etwaige im Wege der Leckage austretende Gasmenge aufgefangen wird und nicht nach außen gelangt.

Bevorzugt weist die mindestens eine Kontakthülse eine Längsachse auf, die im We sentlichen parallel zu einer Längsachse des Isolators ausgerichtet ist. Die Ausrichtung der Kontakthülse entspricht somit der Ausrichtung des Isolators. Da der Isolator die Aufgabe hat, die stromführenden Teile, insbesondere Kabel und/oder Leitungen ge genüber dem Gehäuse elektrisch zu isolieren, kann er zumindest abschnittsweise ebenfalls hülsen- oder hohlzylinderförmig ausgeführt sein und die Kontakthülse umge ben. Durch die parallel verlaufenden Längsachsen bleibt die Zugänglichkeit der Kon takthülse gewährleistet.

Des Weiteren bevorzugt weist die mindestens eine Kontakthülse eine erste und eine zweite Aufnahme auf, wobei die erste und die zweite Aufnahme koaxial angeordnet und durch eine Trennwand der Kontakthülse fluiddicht voneinander getrennt sind. In die beiden Aufnahmen kann jeweils ein Ende einer elektrischen Leitung eingesetzt, so dass diese über die Kontakthülse elektrisch leitend verbunden sind.

Vorteilhafterweise sind mindestens zwei Kontakthülsen vorgesehen, die exzentrisch in Bezug auf den Isolator angeordnet sind. Es können somit von jeder Seite des An schlusselements mindestens zwei Leitungsenden eingeführt und über die Kontakthül sen elektrisch leitend verbunden werden.

Bevorzugt weist die mindestens eine Kontakthülse ein außenumfangseitig angeordne tes ringförmiges Dichtelement auf, das unter einer radialen Vorspannung am Isolator des Anschlusselements anliegt. Das Dichtelement dichtet den Bereich zwischen der Kontakthülse und dem Isolator ab, so dass sichergestellt ist, dass kein Fluid nach au ßen gelangt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Isolator zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmig ausgeführt und weist mindestens ein außenum- fangseitig angeordnetes ringförmiges Dichtelement auf, das unter einer radialen Vor spannung am Gehäuse anliegt. Die Vorteile der hohlzylinderförmigen Ausführung des Isolators wurden vorstehend bereits erwähnt. Sie gewährleistet die Zugänglichkeit der mindestens einen mit dem Isolator verbundenen Kontakthülse, so dass ein Anschluss kabel oder eine Anschlussleitung in den Isolator eingeführt und bis an die Kontakthülse herangeführt werden kann.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der Isolator einen Boden oder Zwischenboden auf weist, in dem mindestens ein Sitz für die mindestens eine Kontakthülse ausgebildet ist. Der Sitz erleichtert die kraft- oder formschlüssige Verbindung der Kontakthülse mit dem Isolator. Beispielsweise kann die Kontakthülse unmittelbar oder mittelbar über ein ring förmiges Dichtelement im Bereich des Sitzes in den Isolator eingepresst werden. Vor teilhafterweise ist der Sitz als Stufenbohrung ausgeführt. Die Stufe dient der Abstüt zung der Kontakthülse.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Isolator mehrteilig ausge führt ist und zumindest zwei koaxial angeordnete Teile umfasst. Die mehrteilige Aus führung erleichtert die Montage der mindestens einen Kontakthülse. Dies gilt insbe sondere, wenn der Isolator die Kontakthülse hintergreifen soll, um einen Formschluss zu erzielen. Vorzugsweise sind die zwei koaxial angeordneten Teile des Isolators axial gestoßen. Durch Fügen der beiden Teile kann somit zugleich eine Lagefixierung der mindestens einen Kontakthülse bewirkt werden. Alternativ oder ergänzend wird vorge schlagen, dass die zwei koaxial angeordneten Teile zumindest abschnittsweise von ei nem hülsenförmigen dritten Teil umgeben sind. Mit Hilfe des hülsenförmigen dritten Teils können die zwei koaxial angeordneten Teile in einfacher Weise gefügt werden. Ferner wird über das hülsenförmige dritte Teil eine Abdichtung des Stoßbereichs er reicht.

Bevorzugt sind die zwei koaxial angeordneten Teile des Isolators im Bereich des Bo dens oder Zwischenbodens axial gestoßen und der mindestens eine Sitz für die min destens eine Kontakthülse erstreckt sich durch beide Teile hindurch. Durch Stoßen der beiden Teile im Bereich des Boden bzw. Zwischenbodens wird eine ausreichend große Anlagefläche geschaffen. Da diese zugleich eine Dichtstelle darstellt, vergrößert sich mit der Anlagefläche auch die Dichtfläche. Es wird demnach eine verbesserte Abdich tung erreicht.

Als weiterbildende Maßnahme wird vorgeschlagen, dass ein Teil der zwei koaxial an geordneten Teile des Isolators mindestens einen axial vorstehenden Abschnitt, vor zugsweise mindestens einen Kragenabschnitt, aufweist, der in den Bereich des Sitzes des anderen Teils eingreift. Auf diese Weise wird ein Formschluss zwischen den bei den koaxial angeordneten Teilen des Isolators erreicht, der einer Relativbewegung der beiden Teile zueinander in radialer Richtung entgegenwirkt.

Vorzugsweise ist der axial vorstehende Abschnitt, insbesondere Kragenabschnitt, des einen Teils des Isolators an einem radial verlaufenden ringförmigen Absatz der Kon takthülse abgestützt. Dadurch ist sichergestellt, dass zumindest ein Teil des Isolators die Kontakthülse hintergreift, so dass ein Formschluss zwischen der Kontakthülse und dem Isolator erzielt wird.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das den Isolator und die mindestens eine Kontakthülse aufweisende Anschlusselement vollständig im Gehäuse aufgenommen ist und koaxial in einem axialen Abstand zum Anschlusselement eine Kabeldurchfüh rung für ein von außen herangeführtes Anschlusskabel in das Gehäuse eingesetzt ist. Die Kabeldurchführung kann insbesondere als Schraubhülse ausgeführt sein, die von außen in das Gehäuse eingeschraubt bzw. einschraubbar ist. Da die erforderliche Dichtheit über das Anschlusselement hergestellt ist, kann eine einfache, nicht druck dichte Kabeldurchführung für das Anschlusskabel gewählt werden.

Das bewegliche Ventilelement ist in bevorzugter Ausführung mittels einer oder mehre rer Federn in Richtung eines Ventilsitzes vorgespannt.

Zeichnung

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beige fügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Anschlusselement des Ventils der Fig. 1.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Das in der Fig. 1 dargestellte Ventil zum Steuern eines Fluids, insbesondere eines Ga ses, weist ein Gehäuse 1 auf, in dem ein Elektromagnet 2 aufgenommen ist. Oberhalb des Elektromagneten 2 ist ferner ein Anschlusselement 4 im Gehäuse 1 aufgenom men, das der elektrischen Verbindung einer an den Elektromagneten 2 angeschlosse nen elektrischen Leitung 3 mit einer elektrischen Leitung 7 eines von außen herange führten Anschlusskabels 16 dient. Oberhalb des Anschlusselements 4 ist eine Kabel durchführung 15 in das Gehäuse 1 eingesetzt, durch die das Anschlusskabel 16 in das Gehäuse 1 geführt wird. Die Kabeldurchführung 15 ist nicht fluiddicht ausgeführt. Die Abdichtung des Gehäuses 1 nach außen wird vorliegend durch das Anschlussele ment 4 erreicht.

Wie insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, weist das Anschlusselement 4 einen mehrteiligen Isolator 5 und zwei Kontakthülsen 6 auf, deren Längsachsen Ai parallel zur Längsachse A2 des Isolators 5 ausgerichtet sind. Beide Kontakthülsen 6 sind ex zentrisch in Bezug auf den Isolator 5 angeordnet und weisen beidseits jeweils eine Aufnahme 6.1, 6.2 für jeweils ein Leitungsende auf. Die Aufnahmen 6.1, 6.2 und damit die Leitungsenden werden durch eine Trennwand 8 der Kontakthülse 6 getrennt, so dass durch die Kontakthülse 6 kein Fluid nach außen gelangen kann. Außenumfang seitig weisen die beiden Kontakthülsen 6 jeweils ein ringförmiges Dichtelement 9 auf, das unter einer Vorspannung am Isolator 5 anliegt, so dass auch dieser Bereich abge dichtet ist.

Der Isolator 5 umfasst vorliegend zwei koaxial angeordnete Teile 5.1, 5.2, die jeweils hohlzylinderförmig ausgeführt sind und im Bereich eines Bodens 11 axial gestoßen sind. Die beiden Böden 11 bilden gemeinsam einen Zwischenboden 11 des Isolators 5 aus, in dem zwei Sitze 12 für die beiden Kontakthülsen 6 ausgebildet sind. Die beiden Sitze 12 sind als Stufenbohrungen ausgeführt, so dass der Isolator 5 nach dem Fügen der beiden Teile 5.1, 5.2 die hierin eingesetzten Kontakthülsen 6 hintergreift. Darüber hinaus weist das eine Teil 5.2 axial vorstehende Abschnitte bzw. Kragenabschnitte 13 auf, die in die Bereiche der Sitze 12 des anderen Teils 5.1 eingreifen und dabei zur An lage an ringförmigen Absätzen 14 der hierin eingesetzten Kontakthülsen 6 gelangen. Auf diese Weise wird eine formschlüssige Verbindung der beiden Teile 5.1, 5.2 des Isolators 5 sowie des Isolators 5 mit den Kontakthülsen 6 erreicht.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Isolator 5 weist ein drittes Teil 5.3 auf, das hülsen förmig ausgeführt ist und die beiden Teile 5.1, 5.2 zumindest abschnittsweise umgibt. Das dritte Teil 5.3 deckt den Stoßbereich der beiden Teile 5.1, 5.2 ab, so dass die Dichtwirkung des Anschlusselements 4 weiter verbessert wird. Ferner ist außenum fangseitig auf dem Teil 5.1 des Isolators 5 ein ringförmiges Dichtelement 10 angeord net, das nach der Montage des Anschlusselements 4 unter einer radialen Vorspannung am Gehäuse 1 des Ventils anliegt (siehe Fig. 1).

Mit Hilfe des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anschlusselements 4 kann somit ein druckdichter elektrischer Anschluss eines in einem Gehäuse 1 aufgenommenen Elekt romagneten 2 realisiert werden. Etwaige Leckagemengen verbleiben im Gehäuse 1 bzw. können über einen Verbindungskanal 17 einer Kammer (nicht dargestellt) zum Auffangen von Leckagemengen zugeführt werden.

Das Ventil ist somit insbesondere für Marine-Anwendungen oder zumindest für An wendungen geeignet, die eine druckdichte Gehäuseausbildung erfordern.