DE102010006037B4

DE102010006037B4 - Valve device for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102010006037B4
Application number: DE102010006037A
Authority: DE
Inventors: Norbert Simons
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2030-01-28
Also published as: DE102010006037A1

Abstract

Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit zwei Durchgangsöffnungen, zwei translatorisch bewegbaren Ventilschließgliedern, über die die Durchgangsöffnungen verschließbar oder freigebbar sind und die mit jeweils einem Bewegungsübertragungselement verbunden sind, einem Aktuator, über den die Bewegungsübertragungselemente antreibbar sind, und einer getrieblichen Umformeinrichtung, über die die Bewegung des Aktuators auf die Bewegungsübertragungselemente übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die getriebliche Umformeinrichtung (34) zwei Führungskonturen (46, 48), welche um eine Drehachse (37) drehbar sind und über welche die Bewegungsübertragungselemente (14, 16) in Schließrichtung und Öffnungsrichtung zwangsgeführt sind, aufweist, wobei die beiden Führungskonturen (46, 48) in einer Steuerscheibe (42) ausgebildet sind, welche um die Drehachse (37) drehbar ist und die beiden Führungskonturen (46, 48) miteinander verbunden sind, so dass ein gemeinsamer Bereich (50) als Führungskontur (46, 48) für beide Bewegungsübertragungselemente (14, 16) dient.Valve device for an internal combustion engine having two through holes, two translationally movable valve closure members, via which the passage openings are closable or releasable and which are each connected to a motion transmission element, an actuator, via which the motion transmission elements are driven, and a gear forming device, via which the movement of the Actuator can be transferred to the motion transmission elements, characterized in that the gear forming device (34) has two guide contours (46, 48) which are rotatable about an axis of rotation (37) and over which the motion transmission elements (14, 16) are forcibly guided in the closing direction and opening direction , wherein the two guide contours (46, 48) in a control disc (42) are formed, which is rotatable about the axis of rotation (37) and the two guide contours (46, 48) are interconnected, so that a common Area (50) as a guide contour (46, 48) for both movement transmission elements (14, 16) is used.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit zwei Durchgangsöffnungen, zwei translatorisch bewegbaren Ventilschließgliedern, über die die Durchgangsöffnungen verschließbar oder freigebbar sind und die mit jeweils einem Bewegungsübertragungselement verbunden sind, einem Aktuator, über den die Bewegungsübertragungselemente antreibbar sind und einer getrieblichen Umformeinrichtung, über die die Bewegung des Aktuators auf die Bewegungsübertragungselemente übertragbar ist.The invention relates to a valve device for an internal combustion engine having two through holes, two translationally movable valve closure members, via which the through holes are closable or releasable and which are each connected to a motion transmission element, an actuator, via which the motion transmission elements are driven and a gear forming device, via the the movement of the actuator is transferable to the motion transmitting elements.

Derartige Ventilvorrichtungen werden beispielsweise, in Abgasrückführsystemen mit Abgaskühler und Bypassleitung benutzt, um einen über eine Abgasrückführleitung zum Saugrohr zurückzuführenden Abgasstrom in die Bypassleitung oder in den Abgaskühler getrennt voneinander regeln zu können. In diesem Anwendungsfall ist die Ventilvorrichtung fluidisch mit einer Einlassleitung und zwei Auslassleitungen verbunden. Solche Systeme dienen insbesondere der schnelleren Aufheizung der Verbrennungskraftmaschine und führen so zu einem verminderten Schadstoffausstoß.Such valve devices are used, for example, in exhaust gas recirculation systems with exhaust gas cooler and bypass line in order to be able to regulate an exhaust gas flow to the intake manifold via an exhaust gas recirculation line separated into the bypass line or into the exhaust gas cooler. In this application, the valve device is fluidly connected to an inlet line and two outlet lines. Such systems are used in particular for faster heating of the internal combustion engine and thus lead to a reduced pollutant emissions.

So ist aus der DE 100 25 877 C2 eine Abgasrückführvorrichtung bekannt, bei der zwei übereinander angeordnete, von Ventilschließgliedern beherrschte Durchgangsöffnungen zwei Auslässe von einem Einlass trennen. Dabei verläuft die Ventilstange des ersten Ventilschließgliedes innerhalb der rohrförmig ausgestalteten Ventilstange des zweiten Ventilschließgliedes. Über einen pneumatisch betätigten Aktuator mit zwei Evakuierungsräumen können die Ventile getrennt voneinander geregelt bewegt werden. Eine derartige Ausführung entspricht jedoch im Wesentlichen durch die zwei anzusteuernden Evakuierungsräume zwei Stellvorrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse, die getrennt voneinander angesteuert werden müssen.So is out of the DE 100 25 877 C2 an exhaust gas recirculation device is known, in which two superimposed, controlled by valve closing members through-holes two outlets separate from an inlet. In this case, the valve rod of the first valve closing member extends within the tubular valve rod of the second valve closing member. A pneumatically actuated actuator with two evacuation chambers allows the valves to be moved separately controlled. However, such an embodiment corresponds essentially to the two evacuation chambers to be controlled by two adjusting devices in a common housing, which must be controlled separately from one another.

Aus der DE 198 12 702 A1 ist ebenfalls eine Ventilanordnung zur Steuerung eines zum Saugrohr einer Verbrennungskraftmaschine zurückgeführten Abgasstroms bekannt, bei der zwei Ventilschließglieder beweglich auf einer Ventilstange angeordnet sind, wobei diese über eine Feder in Schließrichtung vorgespannt sind. Die Durchgangsöffnungen dieser Anordnung liegen vertikal übereinander. Eine Öffnung des ersten Ventils erfolgt immer erst nach einem Verschluss des zweiten Ventils, so dass eine getrennte kontinuierliche Regelung des Abgasstroms in beide Auslässe möglich ist. Je nach Anordnung der Leitungen und vorhandenem Bauraum kann es jedoch notwendig sein, die Durchgangsöffnungen nebeneinander anzuordnen.From the DE 198 12 702 A1 is also known a valve arrangement for controlling a recirculated to the intake manifold of an internal combustion engine exhaust gas flow, in which two valve closing members are movably arranged on a valve rod, which are biased by a spring in the closing direction. The passage openings of this arrangement lie vertically one above the other. An opening of the first valve is always carried out after a closure of the second valve, so that a separate continuous control of the exhaust gas flow in both outlets is possible. However, depending on the arrangement of the lines and existing space, it may be necessary to arrange the through holes next to each other.

Ein derartiges Ventilsystem mit nebeneinander angeordneten, von jeweils einem Ventilschließglied beherrschten Durchgangsöffnungen ist aus der DE 102 21 711 A1 bekannt. Über einen Elektromotor mit angetriebenem Excenter wird hierbei die rotatorische Bewegung der Motorwelle über eine getriebliche Umformeinrichtung mit mehreren Excentern in eine lineare Hubbewegung zweier Ventilglieder umgewandelt. Je nach Stellung der Excenter zueinander folgt hieraus eine synchrone oder asynchrone Betätigung der Ventile. Somit ist ein derartiges Ventilsystem jedoch nicht geeignet, einen Abgasstrom in einen Bypasskanal oder einen Abgaskühler zu regeln, da eine Bewegung des einen Ventils ohne Bewegung des anderen Ventils nicht möglich ist.Such a valve system with juxtaposed, dominated by a respective valve closure member through holes is from the DE 102 21 711 A1 known. By means of an electric motor with a driven eccentric, the rotary motion of the motor shaft is converted into a linear lifting movement of two valve members via a gear-shaped forming device with several eccentrics. Depending on the position of the eccentric to each other, this results in a synchronous or asynchronous actuation of the valves. Thus, however, such a valve system is not suitable for controlling an exhaust gas flow into a bypass duct or an exhaust gas cooler, since a movement of one valve without movement of the other valve is not possible.

Schließlich ist aus der DE 10 2005 044 089 A1 eine Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasstromes bekannt, bei der zwei nebeneinander angeordnete Ventile über eine Welle betätigt werden, an der Nocken ausgebildet sind, die bezüglich der Drehachse einander gegenüberliegen, wobei das erste Ventil mit dem ersten Nocken und das zweite Ventil mit dem zweiten Nocken in Kontakt steht. Auf diese Weise können die beiden Ventile abwechselnd unabhängig voneinander betätigt werden. Eine Öffnung der Ventile erfolgt hierbei immer gegen eine Federkraft, die überwunden werden muss. Diese Federn müssen so ausgelegt werden, dass ein unerwünschtes Öffnen durch auftretende Abgaspulsationen zuverlässig verhindert wird und andererseits keine zu großen Aktuatoren verwendet werden müssen, um die Schließkraft der Feder zu überwinden.Finally, out of the DE 10 2005 044 089 A1 a device for controlling an exhaust gas flow is known, in which two juxtaposed valves are actuated via a shaft on which cams are formed, which lie opposite each other with respect to the axis of rotation, wherein the first valve with the first cam and the second valve with the second cam in Contact stands. In this way, the two valves can be operated alternately independently. An opening of the valves always takes place against a spring force, which must be overcome. These springs must be designed so that unwanted opening caused by occurring Abgaspulsationen is reliably prevented and on the other hand, not too large actuators must be used to overcome the closing force of the spring.

Des Weiteren ist aus der WO 2009/115975 A1 ein Abgasrückführventil mit zwei getrennten Durchgangsöffnungen bekannt, die durch zwei Ventilschließglieder beherrscht werden. Die Betätigung erfolgt entweder über zwei auf einer gemeinsamen Welle angeordnete Steuerscheiben mit entsprechend ausgebildeten Konturen oder eine Steuerscheibe, die mit einem Kipphebelsystem zusammenwirkt. Aufbau und Montage eines derartigen Ventils sind jedoch aufwendig.Furthermore, from the WO 2009/115975 A1 an exhaust gas recirculation valve with two separate passage openings known, which are dominated by two valve closure members. The actuation is carried out either via two arranged on a common shaft control discs with correspondingly shaped contours or a control disc which cooperates with a rocker arm system. Construction and installation of such a valve, however, are expensive.

Aus der US 2003/0075159 A1 ist ein Abgasrückführventil mit zwei Ventilschließgliedern bekannt, die über eine als Kipphebel wirkende Steuerscheibe aktuiert werden, in der zwei Langlöcher ausgebildet sind, die sich entlang einer gemeinsamen Gerade erstrecken, auf der auch die Drehachse angeordnet ist. Aufgrund auftretender Querkräfte sind zur Verstellung hohe Drehmomente erforderlich.From the US 2003/0075159 A1 an exhaust gas recirculation valve with two valve-closing members is known, which are actuated via a rocker acting as a control disk, in which two elongated holes are formed, which extend along a common straight line on which the axis of rotation is arranged. Due to occurring shear forces high torques are required for adjustment.

Es ergibt sich daher die Aufgabe, eine Ventilvorrichtung mit nur einem Aktuator zu schaffen, die in definierten Betriebszuständen geeignet ist, den Gasstrom in einem Kanal entsprechend der Motoranforderungen zu regeln, während der jeweils andere Kanal geschlossen ist. Dabei soll ein möglichst kleiner Aktuator verwendet werden können. Auch sollen der benötigte Bauraum sowie die Herstell- und Montagekosten minimiert werden.It is therefore the object to provide a valve device with only one actuator, which is suitable in defined operating conditions to regulate the gas flow in a channel according to the engine requirements, while the other channel is closed. It should be as small as possible Actuator can be used. Also, the required space and the manufacturing and assembly costs should be minimized.

Diese Aufgabe wird durch eine Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dadurch, dass die getriebliche Umformeinrichtung zwei Führungskonturen, welche um eine Achse drehbar sind und über welche die Bewegungsübertragungselemente in Schließrichtung und Öffnungsrichtung zwangsgeführt sind, aufweist, müssen bei der Verstellung keine Federkräfte überwunden werden. Entsprechend wird lediglich ein kleiner Aktuator benötigt. Zusätzlich wird die Anzahl der verwendeten Bauteile reduziert und der Zusammenbau deutlich erleichtert. Wird dennoch eine Rückstellfeder verwendet, bleibt das Ventil auch bei Ausfall dieser Feder steuerbar. Des Weiteren werden Fehlstellungen des Ventils durch ein Feststecken des Ventils vermieden, die nicht durch die Federkraft gelöst werden können. Dabei sind die beiden Führungskonturen in einer Steuerscheibe ausgebildet, welche um eine Drehachse drehbar ist und die beiden Führungskonturen sind miteinander verbunden, so dass ein gemeinsamer Bereich als Führungskontur für beide Bewegungsübertragungselemente dient. Die Drehachse kann die Ausgangswelle des Aktuators sein. Eine derartige Ausführung minimiert die Anzahl der Bauteile und somit die Montagekosten. Der gemeinsam genutzte Bereich der Kontur ist der Mittelbereich, in den jeweils das nicht betätigte Ventil mit seinem Bewegungsübertragungselement eingreift, während sich das jeweils andere Bewegungsübertragungselement in seiner Endstellung bei maximaler Öffnung der Durchgangsöffnung befindet.This object is achieved by a valve device having the features of the main claim. Characterized in that the geared shaping device has two guide contours, which are rotatable about an axis and over which the motion transmission elements are positively guided in the closing direction and opening direction, no spring forces must be overcome in the adjustment. Accordingly, only a small actuator is needed. In addition, the number of components used is reduced and the assembly significantly easier. If, nevertheless, a return spring is used, the valve remains controllable even if this spring fails. Furthermore, misalignments of the valve are avoided by pinning the valve, which can not be solved by the spring force. The two guide contours are formed in a control disk, which is rotatable about an axis of rotation and the two guide contours are connected to each other, so that a common area serves as a guide contour for both motion transmission elements. The axis of rotation may be the output shaft of the actuator. Such an embodiment minimizes the number of components and thus the assembly costs. The shared area of the contour is the central area into which the non-actuated valve engages with its motion transmission element, while the other motion transmission element is in its end position at maximum opening of the passage opening.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist jede Führungskontur einen Bereich auf, welcher kreisabschnittsförmig zur Drehachse angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird es möglich, die Kontur zu drehen, ohne eine Bewegung des Ventils zu verursachen. Entsprechend wird es möglich, ein Ventil vom Ventilsitz abzuheben, während das andere Ventil im geschlossenen Zustand verharrt.In an advantageous embodiment of the invention, each guide contour on an area which is arranged in a circular section to the rotation axis. By this arrangement, it becomes possible to turn the contour without causing movement of the valve. Accordingly, it becomes possible to lift one valve from the valve seat while the other valve remains in the closed state.

Vorteilhaft ist es, wenn der Abstand der beiden voneinander abgewandten Enden der kreisabschnittsförmigen Bereiche der Führungskonturen gleich dem Abstand der beiden Bewegungsübertragungselemente ist. Bei dieser Ausführung besteht die Möglichkeit, beide Ventile zu schließen. Bei weiterer Drehung des Aktuators wird eines der Ventile geöffnet, so dass eine Regelung des Volumenstroms in diesem Kanal erfolgt. Durch entsprechende Anordnungen des Kreisabschnitts zu den Bereichen mit sich änderndem Durchmesser zur Drehachse können auch Überschneidungen dargestellt werden.It is advantageous if the distance of the two mutually remote ends of the circular section-shaped regions of the guide contours is equal to the distance between the two motion transmission elements. In this version it is possible to close both valves. Upon further rotation of the actuator one of the valves is opened, so that a control of the volume flow takes place in this channel. By appropriate arrangements of the circular section to the areas with changing diameter to the axis of rotation and overlaps can be displayed.

In einer weiterführenden Ausführung schließt sich an beide voneinander abgewandte Enden des kreisabschnittförmigen Bereiches der Führungskonturen ein Hubbereich an, in dem sich der Abstand der Führungskontur zur Drehachse von den abgewandten Enden des kreisabschnittförmigen Bereiches aus vergrößert. Daraus folgt ein Abheben des Ventils vom Ventilsitz in den Stellungen, in denen das Bewegungsübertragungselement mit diesem Bereich in Eingriff steht.In a further embodiment, a stroke region adjoins both mutually remote ends of the circular section-shaped region of the guide contours, in which the distance between the guide contour and the axis of rotation increases from the remote ends of the circular segment-shaped region. This results in a lifting of the valve from the valve seat in the positions in which the motion transmission element is in engagement with this area.

Eine weitestgehend reibungsfreie Bewegungsübertragung ergibt sich, wenn die Bewegungsübertragungselemente eine Rolle oder ein Lager, welches in einer als Kulisse ausgebildeten Führungskontur läuft, sowie eine Ventilstange aufweisen, an der die Rolle oder das Lager drehbar befestigt ist. Dies vermindert die benötigten Stellkräfte und somit wiederum die benötigte Größe des Aktuators.A largely frictionless motion transmission results when the motion transmission elements have a roller or a bearing, which runs in a guide contour designed as a guide, and a valve rod to which the roller or the bearing is rotatably mounted. This reduces the required actuating forces and thus in turn the required size of the actuator.

In einer alternativen Ausführung weisen die Bewegungsübertragungselemente jeweils eine Ventilstange und zwei an jeder Ventilstange drehbar befestigte Rollen oder Lager auf, zwischen denen ein als Führungskontur dienender Steg angeordnet ist, der um die Drehachse drehbar ist. Die eine Seite des Steges dient dabei zur Öffnung, die andere Seite des Steges zum Verschließen des Ventils. Die Breite des Steges, der etwa hakenförmig sein kann, muss dabei an den Drehwinkel angepasst werden, so dass ein Eingriff der Rollen ohne ein Verklemmen des Ventils sichergestellt wird.In an alternative embodiment, the motion transmission elements each have a valve rod and two rotatably mounted on each valve rod rollers or bearings, between which a serving as a guide contour web is arranged, which is rotatable about the axis of rotation. One side of the web serves for opening, the other side of the web for closing the valve. The width of the web, which may be approximately hook-shaped, must be adapted to the angle of rotation, so that engagement of the rollers is ensured without jamming of the valve.

In einer weiteren Alternative weisen die Bewegungsübertragungselemente jeweils eine Ventilstange und zwei an den entgegengesetzten Enden eines Hebels drehbar befestigte Rollen oder Lager auf, zwischen denen ein als Führungskontur dienender Steg angeordnet ist, wobei der Hebel drehbar an der Ventilstange befestigt ist. So kann der Steg, der beispielsweise etwa hakenförmig ausgebildet sein kann, eine konstante Breite, aufweisen, da der Hebel sich um die Befestigungsachse dreht. Auch hier wird ein Verklemmen der Ventile ausgeschlossen. Der Aufbau ist einfach, so dass Montage- und Herstellkosten verringert werden und lediglich ein geringer Bauraum zur Anordnung benötigt wird.In a further alternative, the motion transmitting members each comprise a valve rod and two rollers or bearings rotatably mounted at the opposite ends of a lever, between which a web serving as a guide contour is disposed, the lever being rotatably mounted on the valve rod. Thus, the web, which may for example be approximately hook-shaped, have a constant width, since the lever rotates about the attachment axis. Again, jamming of the valves is excluded. The structure is simple, so that assembly and manufacturing costs are reduced and only a small space is required for the arrangement.

Es wird somit eine Ventilvorrichtung zur Verfügung gestellt, mit der auch bei nebeneinander angeordneten Durchgangsöffnungen eine kontinuierliche Regelung eines Durchgangsquerschnitts zur Regelung eines Gasstroms bei geschlossenem zweiten Durchgangsquerschnitt erfolgt, wobei der Aufbau derart gewählt ist, dass weinige Bauteile, ein geringer Bauraum sowie geringe Stellkräfte benötigt werden, wodurch Herstell- und Montagekosten minimiert werden.Thus, a valve device is provided with which, even with juxtaposed passage openings continuous control of a passage cross section for controlling a gas flow with closed second passage cross-section, wherein the structure is selected such that vinous components, a small space and small actuating forces are needed , which minimizes manufacturing and assembly costs.

Zwei erfindungsgemäße Ausführungen einer Ventilvorrichtung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend am Beispiel einer Abgasrückführvorrichtung beschrieben.Two embodiments of a valve device according to the invention are shown in the figures and will be described below using the example of an exhaust gas recirculation device.

Die 1 bis 3 zeigen eine Prinzipskizze einer Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung in drei verschiedenen Stellungen der Hubventile.The 1 to 3 show a schematic diagram of a side view of a valve device according to the invention in three different positions of the globe valves.

Die in den 1 bis 3 dargestellte Ventilvorrichtung besteht aus einem nicht näher dargestellten Gehäuse, in dem ein erster Kanal, der als Einlass dient, ausgebildet ist und in zwei parallel geschaltete Kanäle mündet, die als Auslässe der Ventilvorrichtung dienen. Über den ersten Kanal gelangt Abgas aus einer nicht dargestellten Abgasrückführleitung in das Gehäuse, in dem zwei Durchgangsöffnungen 2, 4 horizontal nebeneinander angeordnet sind, über die das Abgas vom ersten Kanal zu den beiden Auslasskanälen strömen kann. Dabei ist einer der Auslasskanäle beispielsweise mit einer Leitung verbunden, die zu einem Abgaskühler führt, während der. zweite Auslasskanal mit einem den Kühler umgehenden Bypasskanal verbunden ist.The in the 1 to 3 illustrated valve device consists of a housing, not shown, in which a first channel, which serves as an inlet, is formed and opens into two parallel channels, which serve as outlets of the valve device. Exhaust gas from an exhaust gas recirculation line, not shown, enters the housing via the first channel, in which two passage openings 2 . 4 are arranged horizontally side by side, via which the exhaust gas from the first channel to the two outlet channels can flow. In this case, one of the outlet channels is connected, for example, to a line leading to an exhaust gas cooler, during the. second outlet channel is connected to a cooler bypassing the bypass channel.

Die Durchgangsöffnungen 2, 4 sind von am Gehäuse ausgebildeten Ventilsitzen 6, 8 umgeben, die mit translatorisch bewegbaren Ventilschließgliedern 10, 12 zusammenwirken. Dabei beherrscht das Ventilschließglied 10 die Durchgangsöffnung 2, um eine fluidische Verbindung des ersten Kanals mit dem Abgaskühler unterbrechen zu können, während das zweite Ventilschließglied 12 die Durchgangsöffnung 4 zum Bypasskänal beherrscht.The passage openings 2 . 4 are formed by the housing valve seats 6 . 8th surrounded, with translationally movable valve-closing members 10 . 12 interact. The valve closing element dominates 10 the passage opening 2 to be able to interrupt a fluidic connection of the first channel with the exhaust gas cooler, while the second valve closing member 12 the passage opening 4 dominated by the bypass kanal.

Die Ventilschließglieder 10, 12 sind fest an einem ersten Ende von Bewegungsübertragungselementen 14, 16 angeordnet, die aus jeweils einer Ventilstange 18, 20 mit daran am zum Ventilschließglied 10, 12 entgegengesetzten Ende über Bolzen 22, 24 befestigten Rollen 26, 28 bestehen. Die Ventilstangen 18, 20 ragen beispielsweise durch entsprechende Öffnungen im Gehäuse, die in den Figuren durch Ventilführungsbuchsen 30, 32 schematisch angedeutet sind, in einen Raum, in dem eine getriebliche Umformeinrichtung 34 angeordnet ist.The valve closing members 10 . 12 are fixed to a first end of motion transmission elements 14 . 16 arranged, each consisting of a valve rod 18 . 20 with it on the valve closing member 10 . 12 opposite end over bolt 22 . 24 attached rolls 26 . 28 consist. The valve rods 18 . 20 protrude for example through corresponding openings in the housing, which in the figures by valve guide bushings 30 . 32 are schematically indicated, in a room in which a geared forming device 34 is arranged.

Diese getriebliche Umformeinrichtung 34 besteht aus einer Abtriebswelle 36 mit abgeflachtem Ende 38 eines Elektromotors 40, der als Aktuator dient, sowie einer Steuerscheibe 42, die eine zum abgeflachten Ende korrespondierende Öffnung 44 aufweist, über die die Steuerscheibe drehfest auf der als Drehachse dienenden Abtriebswelle 36 befestigt ist. Die Welle 36 wird über den Elektromotor 40 in bekannter Weise betätigt, also entsprechend vorliegender Steuersignale in Drehung versetzt.This geared forming device 34 consists of an output shaft 36 with flattened end 38 an electric motor 40 , which serves as an actuator, and a control disk 42 having an opening corresponding to the flattened end 44 has, over which the control disk rotationally fixed on the rotary shaft serving as the output shaft 36 is attached. The wave 36 is about the electric motor 40 operated in a known manner, so in accordance with existing control signals set in rotation.

Die Steuerscheibe 42 weist für jede Rolle 26, 28 eine kulissenförmige Führungskontur 46, 48 auf, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden Führungskonturen 46, 48 als eine gemeinsame Führungskontur für beide Ventile ausgebildet sind. Die Führungskontur 46, 48 weist einen Mittelbereich auf, der einen konstanten Abstand zur als Drehachse 37 dienenden Abtriebswelle 36 aufweist, also kreisförmig zur als Mittelpunkt dienenden Drehachse 37 angeordnet ist. Der eingeschlossene Winkel zwischen den beiden Enden 52, 54 dieses kreisförmigen Bereiches 50 zur Drehachse 37 entspricht dem Winkel zwischen den direkten Verbindungen des Mittelpunktes der Drehachse 37 mit den Mittelpunkten der beiden Rollen 26, 28. Anders ausgedrückt ist der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Rollen 26, 28 gleich dem Abstand zwischen den beiden Enden 52, 54 des kreisförmigen Bereiches 50.The control disc 42 points for each role 26 . 28 a backdrop-shaped guide contour 46 . 48 on, in the illustrated embodiment, the two guide contours 46 . 48 are designed as a common guide contour for both valves. The guide contour 46 . 48 has a central region that is at a constant distance from the axis of rotation 37 serving output shaft 36 has, so circular to serving as the center axis of rotation 37 is arranged. The included angle between the two ends 52 . 54 this circular area 50 to the axis of rotation 37 corresponds to the angle between the direct connections of the center of the axis of rotation 37 with the centers of the two roles 26 . 28 , In other words, the distance between the centers of the rollers 26 . 28 equal to the distance between the two ends 52 . 54 of the circular area 50 ,

Von diesen beiden Enden 52, 54 der Führungskonturen 46, 48 aus erstrecken sich Hubbereiche 56, 58 der Führungskonturen 46, 48 derart jeweils weiter entlang der Steuerscheibe 42, dass der Abstand zur Drehachse 37 stetig fortschreitend wächst. Dies hat zur Folge, dass bei Lage einer Rolle in einem dieser Hubbereiche, 56, 58 das Ventil vom Ventilsitz abgehoben wird.From these two ends 52 . 54 the leadership contours 46 . 48 out stroke ranges extend 56 . 58 the leadership contours 46 . 48 in each case further along the control disk 42 that the distance to the axis of rotation 37 steadily progressively growing. As a result, when a roll is in one of these stroke areas, 56 . 58 the valve is lifted off the valve seat.

Bei der folgenden Funktionsbeschreibung wird als Ausgangspunkt eine Stellung der Drehachse 37 gewählt, bei der die Drehachse 37 sich in der Stellung gemäß 1 befindet. In dieser Ausgangsstellung befinden sich die beiden Rollen 26, 28 an den entgegengesetzten Enden 52, 54 des kreisförmigen Bereiches 50 der Führungskontur 46, 48. Solange sich die Rollen 26, 28 in diesem Bereich 50 befinden, liegen die Ventilschließglieder 10, 12 genau auf den Ventilsitzen 6, 8 auf. Ein Gasstrom von der Einlassseite zur Auslassseite der Ventilvorrichtung ist somit unterbrochen.In the following functional description, the starting point is a position of the axis of rotation 37 chosen, at which the rotation axis 37 in the position according to 1 located. In this starting position are the two roles 26 . 28 at the opposite ends 52 . 54 of the circular area 50 the leadership contour 46 . 48 , As long as the roles 26 . 28 in this area 50 are located, are the valve closure members 10 . 12 exactly on the valve seats 6 . 8th on. A gas flow from the inlet side to the outlet side of the valve device is thus interrupted.

Wird nun der Elektromotor 40 bestromt, beginnt dessen Abtriebswelle 36 sich zu drehen. Diese Drehung wird über die abgeflachte Seite 38 der Welle 36 und die korrespondierende Öffnung 44 auf die Steuerscheibe 42 übertragen, wodurch die Führungskonturen 46, 48 um die Drehachse 37 gedreht werden. Wird beispielsweise entsprechend 2 die Steuerscheibe in zum Uhrzeigersinn entgegengesetzter Richtung gedreht, läuft die Rolle 28 entlang des kreisförmigen Bereiches 50 der Führungskontur 48, was keine Bewegung des Ventilschließgliedes 12 zur Folge hat, während die Rolle 26 entlang des Hubbereiches 56 geführt wird, wodurch die Rolle 26 durch eine obere Konturlinie 60 der Führungskontur 50 von der Drehachse weggedrückt und somit das starr hiermit gekoppelte Ventilschließglied 10 vom Ventilsitz 6 abgehoben wird. Dadurch wird die Durchgangsöffnung 2 freigegeben, so dass ein Gasstrom über den ersten Auslasskanal zum Abgaskühler strömen kann. Je nach Stellung der Drehachse 37 und somit des Ventilschließgliedes 10 variiert der freigegebene Querschnitt und somit die rückgeführte Abgasmenge.Will now be the electric motor 40 energized, its output shaft begins 36 to turn. This rotation is over the flattened side 38 the wave 36 and the corresponding opening 44 on the control disc 42 transfer, whereby the guide contours 46 . 48 around the axis of rotation 37 to be turned around. For example, according to 2 the control disc is rotated in a direction opposite to the clockwise direction, the roller is running 28 along the circular area 50 the leadership contour 48 , which does not move the valve closure member 12 entails while the role 26 along the stroke area 56 is guided, reducing the role 26 through an upper contour line 60 the leadership contour 50 pushed away from the axis of rotation and thus the rigid hereby coupled valve closure member 10 from the valve seat 6 is lifted. This will be the through hole 2 released, so that a gas flow over the first outlet channel can flow to the exhaust gas cooler. Depending on the position of the axis of rotation 37 and thus the valve closure member 10 varies the released cross section and thus the recirculated exhaust gas amount.

Wird aus dieser Stellung die Steuerscheibe 42 wieder in die entgegengesetzte Richtung also im Uhrzeigersinn gedreht, gelangt die Rolle 26 in Kontakt mit einer unteren Konturlinie 62 des Hubbereiches 56 der Kulisse 46, wodurch das Ventilschließglied 10 bei fortschreitender Drehung in Richtung des Ventilsitzes 6 bewegt wird, bis die Durchgangsöffnung 2 geschlossen ist. Während dieser Zeit verbleibt durchläuft die Rolle 28 den kreisförmigen Bereich 50 in entgegengesetzter Richtung, so dass das Ventilschließglied 12 auf dem Ventilsitz 8 verbleibt.Will this position the control disk 42 turned back in the opposite direction so clockwise, the role comes 26 in contact with a lower contour line 62 the stroke range 56 the scenery 46 , whereby the valve closing member 10 with progressive rotation in the direction of the valve seat 6 is moved until the through hole 2 closed is. During this time, the role passes through 28 the circular area 50 in the opposite direction, so that the valve closing member 12 on the valve seat 8th remains.

Bei weiterer Drehung gelangt die Rolle 28 in den Hubbereich 58 der Führungskontur 48. Der Abstand der Rolle 28 zur Drehachse 37 wächst, so dass die obere Konturlinie 60 die Rolle 28 von der Drehachse 37 wegdrückt, wodurch das Ventilschließglied 12 vom Ventilsitz 8 abgehoben wird. Hierdurch kann ein geregelter Abgasstrom durch die Durchgangsöffnung 4 in den Bypasskanal unter Umgehung des Abgaskühlers gelangen. Während dieses Drehabschnitts verbleibt die Rolle 26 im kreisförmigen Bereich 50 der Führungskonturen 46, 48, so dass die Lage des Ventilschließgliedes 10 auf dem Ventilsitz 8 ebenfalls erhalten bleibt.Upon further rotation, the roller passes 28 in the stroke area 58 the leadership contour 48 , The distance of the roll 28 to the axis of rotation 37 grows, leaving the top contour line 60 the role 28 from the axis of rotation 37 pushes away, causing the valve closing member 12 from the valve seat 8th is lifted. This allows a controlled flow of exhaust gas through the passage opening 4 get into the bypass channel, bypassing the exhaust gas cooler. During this rotation section remains the role 26 in the circular area 50 the leadership contours 46 . 48 , so that the position of the valve closing member 10 on the valve seat 8th is also preserved.

Im Weiteren kann der Drehantrieb wieder in entgegengesetzter Richtung gedreht werden, wodurch wiederum die untere Konturlinie 62 an der Rolle 28 angreift und das Ventilschließglied 12 zurück in Richtung Ventilsitz 8 bewegt. Entsprechend kann bei geschlossenem Abgaskühlkanal die durch den Bypass geförderte Abgasmenge geregelt werden.Furthermore, the rotary drive can be rotated again in the opposite direction, which in turn the lower contour line 62 on the roll 28 attacks and the valve closure member 12 back towards the valve seat 8th emotional. Accordingly, with the exhaust gas cooling channel closed, the amount of exhaust gas delivered by the bypass can be regulated.

Die gesamte Bewegung der beiden Ventilschließglieder 10, 12 erfolgt somit zwangsgeführt sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung. Auch die Schließposition wird in beide Richtungen über die Kontur gehalten.The entire movement of the two valve closing members 10 . 12 is thus positively guided both in the opening and in the closing direction. The closed position is also held in both directions over the contour.

Die beschriebene Ventilvorrichtung weist lediglich eine geringe Anzahl einzelner Bauelemente auf und ist entsprechend einfach herzustellen und zu montieren. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit einer exakten Mengenregelung in zwei weiterführende oder durch zwei vorgeschaltete Kanäle. Die aufzuwendenden Stellkräfte sind gering, so dass ein kleiner Aktuator genutzt werden kann, der einen geringen Energieverbrauch aufweist.The valve device described has only a small number of individual components and is correspondingly easy to manufacture and assemble. At the same time there is the possibility of an exact volume control in two further or two upstream channels. The required actuating forces are low, so that a small actuator can be used, which has a low energy consumption.

Es sollte deutlich sein, dass es sich bei dem Ausführungsbeispiel nur um eine von vielen Möglichkeiten zur Ausführung einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung handelt. So lässt sich beispielsweise anstatt der kulissenförmigen Führungskontur eine Führungskontur mittels eines Steges durchführen, der zwischen zwei Rollen angeordnet wird und einen Abschnitt mit konstantem Abstand zur Drehachse und einen Abschnitt mit sich änderndem Abstand für jedes Ventil aufweist. Die Rollen können dabei entweder direkt über einen Bolzen an der Ventilstange befestigt sein oder es wird ein Hebel in seiner Mitte mit einem Loch versehen, durch welches ein Bolzen greift, der an der Ventilstange befestigt ist, wobei an den Enden des Hebels jeweils Rollen gelagert sind, von denen eine oberhalb und die andere unterhalb des Steges angeordnet sind, so dass dieser Steg entweder eine Kraft in Schließrichtung auf die eine Rolle oder in Öffnungsrichtung auf die andere Rolle ausübt.It should be clear that the exemplary embodiment is only one of many possibilities for implementing a valve device according to the invention. Thus, for example, instead of the slide-shaped guide contour, a guide contour can be performed by means of a web which is arranged between two rollers and has a portion at a constant distance from the axis of rotation and a section with varying distance for each valve. The rollers can either be attached directly via a bolt on the valve rod or it is a lever in its center provided with a hole through which engages a bolt which is fixed to the valve rod, wherein at the ends of the lever respectively rollers are mounted of which one above and the other below the web are arranged, so that this web either a force in the closing direction on the one roll or in the opening direction on the other role exerts.

Des Weiteren ist es selbstverständlich möglich, weitere Änderungen innerhalb des Schutzbereiches des Hauptanspruches vorzunehmen, welche nicht im Ausführungsbeispiel dargestellt sind. So ist beispielsweise die Art des Antriebs frei wählbar, der beispielsweise zusätzlich mit einem zwischengeschalteten Getriebe ausgeführt werden könnte. Auch können beliebige Ventilüberschneidungen beim Öffnen und Schließen der beiden Ventilschließglieder verwirklicht werden.Furthermore, it is of course possible to make further changes within the scope of the main claim, which are not shown in the embodiment. For example, the type of drive is freely selectable, which could for example be performed in addition with an intermediate gear. Also, any valve overlaps when opening and closing the two valve closing members can be realized.

Claims

Valve device for an internal combustion engine having two through holes, two translationally movable valve closure members, via which the passage openings are closable or releasable and which are each connected to a motion transmission element, an actuator, via which the motion transmission elements are driven, and a gear forming device, via which the movement of the actuator is transferable to the motion transmission elements, characterized in that the shaping device getriebliche ( 34 ) two guide contours ( 46 . 48 ), which about a rotation axis ( 37 ) are rotatable and over which the motion transmission elements ( 14 . 16 ) are positively guided in the closing direction and opening direction, wherein the two guide contours ( 46 . 48 ) in a control disk ( 42 ) are formed, which about the axis of rotation ( 37 ) is rotatable and the two guide contours ( 46 . 48 ), so that a common area ( 50 ) as a guide contour ( 46 . 48 ) for both motion transmission elements ( 14 . 16 ) serves.

Valve device for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that each guide contour ( 46 . 48 ) an area ( 50 ), which circular segment-shaped to the axis of rotation ( 37 ) is arranged.

Valve device for an internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the distance between the two mutually remote ends ( 52 . 54 ) of the circular section-shaped regions ( 50 ) of the guide contours ( 46 . 48 ) equal the distance between the two motion transmission elements ( 14 . 16 ).

Valve device for an internal combustion engine according to claim 3, characterized in that at both ends facing away from each other ( 52 . 54 ) of the circular segment-shaped region ( 50 ) of the guide contours ( 46 . 48 ) a stroke range ( 56 . 58 ), in which the distance of the guide contour ( 46 . 48 ) to the axis of rotation ( 37 ) from the opposite ends ( 52 . 54 ) of the circular segment-shaped region ( 50 ) from enlarged.

Valve device for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the motion transmission elements ( 14 . 16 ) a role ( 26 . 28 ) or a bearing, which in a guide contour formed as a backdrop ( 46 . 48 ), and a valve rod ( 18 . 20 ) on which the roll ( 26 . 28 ) or the bearing is rotatably mounted.

Valve device for an internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the motion transmission elements ( 14 . 16 ) each a valve rod ( 18 . 20 ) and two on each valve rod ( 18 . 20 ) rotatably mounted rollers ( 26 . 28 ) or bearings, between which a guide contour ( 46 . 48 ) serving web which is arranged around the axis of rotation ( 37 ) is rotatable.

Valve device for an internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the motion transmission elements ( 14 . 16 ) each a valve rod ( 18 . 20 ) and two rotatably mounted at the opposite ends of a lever rollers ( 26 . 28 ) or bearings, between which a guide contour ( 46 . 48 ) serving web is arranged, wherein the respective lever is rotatably mounted on the respective valve rod ( 18 . 20 ) is attached.