DE102020116957B3 - Air supply control valve for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Luftzufuhrregelventil für einen Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse (12), welches einen Einlass (20) und einen Auslass (22) aufweist, einem Ventilschließglied (28), welches an einer Ventilstange (30) angeordnet ist und mit einem Ventilsitz (26) einen Durchströmungsquerschnitt (24) zwischen dem Einlass (20) und dem Auslass (22) begrenzt, wobei das Ventilschließglied (28) zumindest zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verstellbar ist, einem pneumatisch betätigten Aktor (40) zur Verstellung des Ventilschließglieds (28), wobei der pneumatisch betätigte Aktor (40) eine in Axialrichtung relativ zur Ventilstange (30) bewegbare Hauptmembran (42) aufweist, welche einen ersten Raum (18) von einem zweiten Raum (46) fluidisch voneinander trennt und über eine Übertragungsvorrichtung (60) mit der Ventilstange (30) wirkverbunden ist, wobei der erste Raum (18) mit dem Einlass (20) fluidisch verbunden ist und ein Einlassdruck auf die Membran (42) wirkt.Zur Gewährleistung der Funktionalität des Luftzufuhrregelventils (10) ist im zweiten Raum (46) eine Zusatzmembran (110) angeordnet, welche an der Ventilstange (30) fest angeordnet ist und den zweiten Raum (46) in einen ersten Zwischenraum (120) und einen zweiten Zwischenraum (122) trennt, wobei der erste Zwischenraum (120) durch die Hauptmembran (42) und die Zusatzmembran (110) begrenzt ist und wahlweise mit dem Einlass (20) oder mit der Umgebung verbindbar ist.Air supply control valve for an internal combustion engine, with a housing (12) which has an inlet (20) and an outlet (22), a valve closing member (28) which is arranged on a valve rod (30) and a valve seat (26) has a flow cross-section (24) limited between the inlet (20) and the outlet (22), the valve closing member (28) being adjustable at least between a closed position and an open position, a pneumatically operated actuator (40) for adjusting the valve closing member (28), wherein the pneumatically operated actuator (40) has a main diaphragm (42) which can be moved in the axial direction relative to the valve rod (30) and which fluidically separates a first space (18) from a second space (46) and connects to the valve rod ( 30) is operatively connected, the first space (18) being fluidically connected to the inlet (20) and an inlet pressure acting on the membrane (42). To ensure the function ality of the air supply control valve (10), an additional membrane (110) is arranged in the second space (46), which is fixedly arranged on the valve rod (30) and the second space (46) in a first space (120) and a second space (122 ) separates, the first intermediate space (120) being delimited by the main membrane (42) and the additional membrane (110) and optionally connectable to the inlet (20) or to the environment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftzufuhrregelventil für einen Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse, welches einen Einlass und einen Auslass aufweist, einem Ventilschließglied, welches an einer Ventilstange angeordnet ist und mit einem Ventilsitz einen Durchströmungsquerschnitt zwischen dem Einlass und dem Auslass begrenzt, wobei das Ventilschließglied zumindest zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verstellbar ist, einem pneumatisch betätigten Aktor zur Verstellung des Ventilschließglieds, wobei der pneumatisch betätigte Aktor eine in Axialrichtung relativ zur Ventilstange bewegbare Hauptmembran aufweist, welche einen ersten Raum von einem zweiten Raum fluidisch voneinander trennt und über eine Übertragungsvorrichtung mit der Ventilstange wirkverbunden ist, wobei der erste Raum mit dem Einlass fluidisch verbunden ist und ein Einlassdruck auf die Hauptmembran wirkt.The invention relates to an air supply control valve for an internal combustion engine, with a housing which has an inlet and an outlet, a valve closing member which is arranged on a valve rod and with a valve seat delimits a flow cross section between the inlet and the outlet, the valve closing member at least between one Closed position and an open position is adjustable, a pneumatically operated actuator for adjusting the valve closing member, wherein the pneumatically operated actuator has a main membrane movable in the axial direction relative to the valve rod, which fluidically separates a first space from a second space and is operatively connected to the valve rod via a transmission device is, wherein the first space is fluidically connected to the inlet and an inlet pressure acts on the main membrane.

Derartige Luftzufuhrregelventile werden üblicherweise in Luftzufuhrregelsystemen zur Sekundärlufteinblasung in den Abgastrakt eines Verbrennungsmotors genutzt, wobei durch die Sekundärlufteinblasung der Schadstoff während der Kaltstartphase reduziert werden kann. Während der Kaltstartphase wird Sekundärluft dem fetten Gemisch, welches beim Kaltstart erforderlich ist, im Abgasstrang vor dem Katalysator zugeführt, wodurch eine Nachverbrennung stattfindet, welche neben der Reduzierung von Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen auch zu einer schnelleren Aufheizung des Katalysators durch die entstehende Wärme führt.Such air supply control valves are usually used in air supply control systems to inject secondary air into the exhaust gas tract of an internal combustion engine, with the secondary air injection making it possible to reduce the pollutant during the cold start phase. During the cold start phase, secondary air is fed to the rich mixture, which is required for a cold start, in the exhaust system upstream of the catalytic converter, whereby post-combustion takes place which, in addition to reducing carbon monoxide and unburned hydrocarbons, also leads to faster heating of the catalytic converter due to the heat generated.

Ein derartiges Luftzufuhrregelventil ist beispielsweise aus der DE 22 54 961 B und aus der DE 692 03 100 T2 bekannt, wobei das Luftzufuhrregelventil mehrere Steuerräume aufweist, welche durch mehrere, an einer Ventilstange befestigte Membrane begrenzt sind. In Abhängigkeit von den in den Steuerräumen herrschenden Drücken wird ein an der Ventilstange befestigtes Ventilschließglied in unterschiedliche Stellungen verlagert, wobei die in den Steuerräumen herrschenden Drücke auf die Membrane wirken und die Verlagerung der Ventilstange und des Ventilschließglieds verursachen.Such an air supply control valve is, for example, from DE 22 54 961 B and from the DE 692 03 100 T2 known, wherein the air supply control valve has a plurality of control spaces which are delimited by a plurality of membranes attached to a valve rod. Depending on the pressures prevailing in the control chambers, a valve closing element attached to the valve rod is shifted into different positions, the pressures prevailing in the control chambers acting on the diaphragm and causing the valve rod and valve closing element to shift.

Ein derartiges Luftzufuhrregelventil ist außerdem beispielsweise aus der AT 16539 U1 bekannt. Das Luftzufuhrregelventil weist ein Gehäuse auf, welches einen Strömungskanal mit einem Einlass und einem Auslass aufweist. Der Einlass ist mit einer Pumpe fluidisch verbunden und ist über einen regelbaren Durchströmungsquerschnitt fluidisch mit dem Auslass verbindbar oder von dem Auslass absperrbar. Der Durchströmungsquerschnitt ist durch einen Ventilsitz und ein Ventilschließglied begrenzt. Das Ventilschließglied ist an einem ersten Axialende einer Ventilstange befestigt. An einem zweiten Axialende der Ventilstange greift eine Membran an, wobei die Membran eine Öffnung aufweist, in welche die Ventilstange eingreift. An die Membran grenzt ein Raum an, welcher mit dem Einlass verbindbar ist, wobei der in dem Raum herrschende Einlassdruck die Membran in Öffnungsrichtung des Ventilschließglieds belastet. Sobald der in dem Raum und im Einlass vorliegende Einlassdruck und dadurch die durch den Einlassdruck verursachte Kraft auf die Membran die Federkraft einer Rückstellfeder übersteigt, bewegen sich die Membran, die Ventilstange und das Ventilschließglied ausgehend von der Schließstellung in Öffnungsrichtung des Ventilschließglieds. Um die durch den Einlassdruck verursachte Öffnungskraft zum Verstellen des Ventilschließglieds in Öffnungsrichtung zu erhöhen und damit ein zuverlässiges Öffnen des Luftzufuhrregelventils zu gewährleisten, ist die Membran über eine Übertragungsvorrichtung, insbesondere eine Hebelvorrichtung, mit der Ventilstange wirkverbunden. Durch die Übertragungsvorrichtung wird die durch den Einlassdruck verursachte und auf die Membran wirkende Kraft in eine auf die Ventilstange wirkende Öffnungskraft zum Verstellen der Ventilstange und des Ventilschließglieds in Öffnungsrichtung umgewandelt, wobei die Membran und die Ventilstange sich relativ zueinander bewegen. Wenn das Luftzufuhrregelventil bei weiterhin herrschendem, hohen Einlassdruck geschlossen werden soll, wird die Verbindung zwischen dem Einlass und dem Raum getrennt und der Raum mit der Umgebung verbunden, sodass die Membran druckausgeglichen ist und diese gemeinsam mit der Ventilstange und dem Ventilschließglied durch die Rückstellfeder in die Schließstellung bewegt wird.Such an air supply control valve is also, for example, from AT 16539 U1 known. The air supply control valve has a housing which has a flow channel with an inlet and an outlet. The inlet is fluidically connected to a pump and can be fluidically connected to the outlet or shut off from the outlet via a controllable flow cross-section. The flow cross-section is limited by a valve seat and a valve closing element. The valve closing member is attached to a first axial end of a valve rod. A membrane engages a second axial end of the valve rod, the membrane having an opening into which the valve rod engages. The membrane is adjoined by a space which can be connected to the inlet, the inlet pressure prevailing in the space loading the membrane in the opening direction of the valve closing member. As soon as the inlet pressure in the space and in the inlet and thereby the force on the membrane caused by the inlet pressure exceeds the spring force of a return spring, the membrane, the valve rod and the valve closing element move from the closed position in the opening direction of the valve closing element. In order to increase the opening force caused by the inlet pressure to adjust the valve closing member in the opening direction and thus to ensure reliable opening of the air supply control valve, the membrane is operatively connected to the valve rod via a transmission device, in particular a lever device. The transmission device converts the force caused by the inlet pressure and acting on the membrane into an opening force acting on the valve rod for adjusting the valve rod and the valve closing member in the opening direction, the membrane and the valve rod moving relative to one another. If the air supply control valve is to be closed while the inlet pressure continues to be high, the connection between the inlet and the room is separated and the room is connected to the environment, so that the diaphragm is pressure-balanced and this together with the valve rod and the valve closing element is relieved by the return spring Closed position is moved.

Nachteilhaft an derartigen Ausgestaltungen des Luftzufuhrregelventils ist, dass in der Schließstellung des Ventilschließglieds die Gefahr besteht, dass bei hohen Einlassdrücken sich das Ventilschließglied ungewollt in Öffnungsrichtung verlagert und das Luftzufuhrregelventil ungewollt geöffnet wird. Der Grund dafür ist, dass der Einlassdruck auch eine Kraft in Öffnungsrichtung auf das Ventilschließglied verursacht, wobei die Kraft bei einem hohen Einlassdruck die Rückstellkraft der Rückstellfeder übersteigt und das Luftzufuhrregelventil geöffnet wird. Damit ist eine vordefinierte Funktionalität des Luftzufuhrregelventils nicht gewährleistet.A disadvantage of such designs of the air supply control valve is that in the closed position of the valve closing element there is a risk that at high inlet pressures the valve closing element will be unintentionally displaced in the opening direction and the air supply control valve will be opened unintentionally. The reason for this is that the inlet pressure also causes a force in the opening direction on the valve closing member, the force at a high inlet pressure exceeding the restoring force of the restoring spring and the air supply control valve being opened. A predefined functionality of the air supply control valve is therefore not guaranteed.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Luftzufuhrregelventil zu schaffen, welches ein zuverlässiges Schließen gewährleistet und dadurch die Funktionalität des Luftzufuhrregelventils gewährleistet ist.The task is therefore to create an air supply control valve which ensures reliable closing and thereby the functionality of the air supply control valve is guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch ein Luftzufuhrregelventil für einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an air supply control valve for an internal combustion engine with the features of main claim 1.

Dadurch, dass im zweiten Raum eine Zusatzmembran angeordnet ist, welche an der Ventilstange fest angeordnet ist und den zweiten Raum in einen ersten Zwischenraum und einen zweiten Zwischenraum trennt, wobei der erste Zwischenraum durch die Hauptmembran und die Zusatzmembran begrenzt ist und wahlweise mit dem Einlass oder mit der Umgebung verbindbar ist, kann auf eine einfache und kostengünstige Weise das Schließen des Luftzufuhrregelventils auch bei einem hohen Einlassdruck gewährleistet werden. Beim Schließen des Durchströmungsquerschnitts ist die Hauptmembran druckausgeglichen und die Rückstellfeder belastet die Ventilstange in Schließrichtung. Der hohe Einlassdruck wirkt auf das Ventilschließglied und auf die Zusatzmembran, wobei der an der Zusatzmembran anstehende Einlassdruck eine Kraft in Schließrichtung des Ventilschließglieds und der an dem Ventilschließglied anstehende Einlassdruck eine Kraft in Öffnungsrichtung verursacht. Im Schließzustand des Luftzufuhrregelventils übersteigt die Federkraft der Rückstellfeder und die durch den auf die Zusatzmembran wirkenden Einlassdruck resultierende Kraft die Kraft in Öffnungsrichtung, welche durch den auf das Ventilschließglied wirkenden Einlassdruck verursacht wird. Dadurch kann das Luftzufuhrregelventil unabhängig vom Einlassdruck zuverlässig geschlossen werden und geschlossen gehalten werden.The fact that an additional membrane is arranged in the second space, which is on the valve rod is fixed and separates the second space into a first space and a second space, the first space being delimited by the main membrane and the additional membrane and optionally connectable to the inlet or to the environment, the closing can be done in a simple and inexpensive manner of the air supply control valve can be guaranteed even at a high inlet pressure. When the flow cross-section is closed, the main diaphragm is pressure-balanced and the return spring loads the valve rod in the closing direction. The high inlet pressure acts on the valve closing element and on the additional diaphragm, the inlet pressure applied to the additional membrane causing a force in the closing direction of the valve closing element and the inlet pressure applied to the valve closing element causing a force in the opening direction. In the closed state of the air supply control valve, the spring force of the return spring and the force resulting from the inlet pressure acting on the additional diaphragm exceed the force in the opening direction which is caused by the inlet pressure acting on the valve closing member. As a result, the air supply control valve can be reliably closed and kept closed regardless of the inlet pressure.

Vorzugsweise ist ein Schaltventil vorgesehen, wobei in einer ersten Stellung des Umschaltventils der durch die Hauptmembran und die Zusatzmembran begrenzte, erste Zwischenraum mit der Umgebung verbunden ist und in einer zweiten Stellung des Umschaltventils der der durch die Hauptmembran und die Zusatzmembran begrenzte, erste Zwischenraum mit dem Einlass verbunden ist. Durch das Umschaltventil kann die Funktionsweise auf eine einfache und kostengünstige Weise umgesetzt werden, wobei ein einfaches und preisgünstiges 3/2-Wege-Ventil verwendet werden kann, welches zuverlässig den zweiten Raum mit dem Einlass verbindet und trennt.A switching valve is preferably provided, wherein in a first position of the switching valve the first intermediate space delimited by the main diaphragm and the additional diaphragm is connected to the environment and in a second position of the switching valve the first intermediate space delimited by the main diaphragm and the additional diaphragm is connected to the Inlet is connected. The switching valve allows the mode of operation to be implemented in a simple and inexpensive manner, using a simple and inexpensive 3/2-way valve which reliably connects and separates the second space with the inlet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Schaltventil im Gehäuse integriert, wobei das Schaltventil über einen im Gehäuse vorgesehen ersten Luftkanal mit dem Einlass fluidisch verbunden ist, über einen im Gehäuse vorgesehen dritten Luftkanal mit dem zweiten Raum fluidisch verbunden ist und über ein Entlüftungskanal mit der Umgebung fluidisch verbunden ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuse einen Gehäusegrundkörper und einen Gehäusedeckel auf, wobei der dritte Luftkanal sich durch den Gehäusegrundkörper und den Gehäusedeckel erstreckt. Dadurch kann ein kompaktes Luftzufuhrregelventil geschaffen werden, wobei keine zusätzlichen und ausfallanfälligen Schlauchverbindungen zwischen dem Schaltventil und dem Einlass bzw. dem zweiten Raum vorgesehen werden müssen.In a preferred embodiment, the switching valve is integrated in the housing, the switching valve being fluidically connected to the inlet via a first air duct provided in the housing, fluidically connected to the second space via a third air duct provided in the housing, and fluidically connected to the environment via a ventilation duct connected is. In a preferred embodiment, the housing has a housing base body and a housing cover, the third air duct extending through the housing base body and the housing cover. As a result, a compact air supply control valve can be created, with no additional hose connections prone to failure having to be provided between the switching valve and the inlet or the second space.

Vorzugsweise weist das Schaltventil ein Schließelement auf, wobei das Schließelement derart ausgeführt ist, dass in einer ersten Stellung eine erste Dichtfläche des Schließelements den ersten Luftkanal verschließt und in einer zweiten Stellung eine zweite Dichtfläche des Schließelements den mit der Umgebung verbundenen, zweiten Luftkanal verschließt. Auf diese Weise können durch ein einziges Schließelement wahlweise der Entlüftungskanal, d.h. der zweite Luftkanal, oder der erste Luftkanal geschlossen werden. Dadurch wird die Teileanzahl des Luftzufuhrregelventils reduziert.The switching valve preferably has a closing element, the closing element being designed such that in a first position a first sealing surface of the closing element closes the first air duct and in a second position a second sealing surface of the closing element closes the second air duct connected to the environment. In this way, the ventilation duct, i.e. the second air duct, or the first air duct can optionally be closed by a single closing element. This reduces the number of parts of the air supply control valve.

Vorzugsweise weist die Zusatzmembran ein starres Mittenelement und ein flexibles, ringförmiges Außenelement auf, wobei das starre Mittenelement an der Ventilstange fluiddicht befestigt ist und das Außenelement am Gehäuse fluiddicht befestigt ist. Dadurch weist die Zusatzmembran eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit zum zuverlässigen Verbinden an der Ventilstange auf, wobei die Verschiebbarkeit der Zusatzmembran durch das flexible Außenelement möglich ist.The additional membrane preferably has a rigid central element and a flexible, annular outer element, the rigid central element being fastened to the valve rod in a fluid-tight manner and the outer element being fastened to the housing in a fluid-tight manner. As a result, the additional diaphragm has sufficient strength and rigidity for reliable connection to the valve rod, the displaceability of the additional diaphragm being possible through the flexible outer element.

Vorzugsweise ist das flexible, ringförmige Außenelement an das starre Mittenelement und/oder an das Gehäuse angespritzt. Dadurch kann die Dichtigkeit zwischen den beiden Zwischenräumen erhöht werden.The flexible, annular outer element is preferably molded onto the rigid central element and / or onto the housing. This allows the tightness between the two spaces to be increased.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein separates Befestigungselement vorgesehen, an welches die Übertragungsvorrichtung angreift und an welchem die Zusatzmembran befestigt ist. Durch das separate Befestigungselement kann die Montage der Zusatzmembran und der Übertragungsvorrichtung vereinfacht werden.In a preferred embodiment, a separate fastening element is provided on which the transmission device engages and on which the additional membrane is fastened. The installation of the additional membrane and the transmission device can be simplified by the separate fastening element.

Vorzugsweise ist das Befestigungselement über eine Pressverbindung und/oder eine Formschlussverbindung an der Ventilstange befestigt. Dadurch wird eine zuverlässige und einfach herzustellende Verbindung zwischen dem Befestigungselement und der Ventilstange geschaffen.The fastening element is preferably fastened to the valve rod via a press connection and / or a form-fitting connection. This creates a connection between the fastening element and the valve rod that is reliable and easy to produce.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist an der Hauptmembran eine flexible Dichtmanschette angeordnet, welche fluiddicht an der Ventilstange und an der Hauptmembran befestigt ist. Dadurch kann der zweite Raum zuverlässig vom ersten Raum fluidisch getrennt werden. Die Dichtmanschette kann an die Hauptmembran und/oder an die Ventilstange angespritzt sein, wodurch die Dichtigkeit zwischen den beiden Räumen verbessert wird.In a preferred embodiment, a flexible sealing collar is arranged on the main diaphragm, which is fastened in a fluid-tight manner to the valve rod and to the main diaphragm. As a result, the second space can be reliably separated fluidically from the first space. The sealing collar can be molded onto the main membrane and / or onto the valve rod, which improves the tightness between the two spaces.

Vorzugsweise weist die Übertragungsvorrichtung mindestens einen Hebel auf, welcher über einen Lagerabschnitt drehbar an der Ventilstange gelagert ist und über einen Abstützabschnitt sich an der Hauptmembran abstützt, wobei der Hebel axial zwischen dem Lagerabschnitt und dem Abstützabschnitt wippenartig am Gehäuse gelagert ist. Durch die Übertragungsvorrichtung kann im Öffnungsvorgang des Luftzufuhrregelventils die durch den Einlassdruck verursachte und auf die Hauptmembran wirkende Kraft in eine höhere auf die Ventilstange wirkende Kraft umgewandelt werden, wodurch auch bei niedrigen Einlassdrücken das Luftzufuhrregelventil geöffnet werden kann.The transmission device preferably has at least one lever which is rotatably mounted on the valve rod via a bearing section and is supported on the main diaphragm via a support section, the lever being axially is mounted rocker-like on the housing between the bearing section and the support section. Through the transmission device, in the opening process of the air supply control valve, the force caused by the inlet pressure and acting on the main diaphragm can be converted into a higher force acting on the valve rod, whereby the air supply control valve can be opened even at low inlet pressures.

Es wird ein Luftzufuhrregelventil für einen Verbrennungsmotor geschaffen, welches ein zuverlässiges Schließen auch bei hohen Einlassdrücken gewährleistet, wodurch die Funktionalität des Luftzufuhrregelventils gewährleistet ist.An air supply control valve for an internal combustion engine is created, which ensures reliable closing even at high inlet pressures, whereby the functionality of the air supply control valve is guaranteed.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftzufuhrregelventils ist in der Figur dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.An embodiment of an air supply control valve according to the invention is shown in the figure and is described below.

Figur zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Luftzufuhrregel ventils.Figure shows a sectional view of an air supply control valve according to the invention.

Die Figur zeigt ein Luftzufuhrregelventil 10 in einer Schnittdarstellung. Das Luftzufuhrregelventil 10 umfasst ein Gehäuse 12 mit einem Gehäusegrundkörper 14 und einem zweiteiligen Gehäusedeckel 16, wobei der Gehäusedeckel 16 am Gehäusegrundkörper 14 befestigt ist. Das Gehäuse 12 begrenzt einen Strömungskanal 18, welcher einen Einlass 20 mit einem Auslass 22 fluidisch verbindet. Der Einlass 20 ist mit einer in der Figur nicht gezeigten Sekundärluftleitung und der Auslass 22 ist mit einem ebenfalls in der Figur nicht gezeigten Abgastrakt eines Kraftfahrzeuges fluidisch verbunden. Im Strömungskanal 18 ist ein Durchströmungsquerschnitt 24 vorgesehen, welcher durch einen am Gehäusegrundkörper 14 angeordneten Ventilsitzt 26 und ein Ventilschließglied 28 begrenzt ist. Das Ventilschließglied 28 ist an einer Ventilstange 30 befestigt.The figure shows an air supply control valve 10 in a sectional view. The air supply control valve 10 includes a housing 12th with a housing body 14th and a two-part housing cover 16 , with the housing cover 16 on the housing body 14th is attached. The case 12th delimits a flow channel 18th , which has an inlet 20th with an outlet 22nd fluidically connects. The inlet 20th is with a secondary air line not shown in the figure and the outlet 22nd is fluidically connected to an exhaust tract of a motor vehicle, also not shown in the figure. In the flow channel 18th is a flow cross-section 24 provided, which by one on the housing body 14th arranged valve seat 26th and a valve closing member 28 is limited. The valve closing member 28 is on a valve stem 30th attached.

Zwischen der Ventilstange 30 und dem Gehäusegrundkörper 14 ist eine Rückstellfeder 32 angeordnet, welche die Ventilstange 30 radial umgibt. Die Rückstellfeder 32 stützt sich endseitig an einer Innenfläche 34 des Gehäusegrundkörpers 14 und an einem Radialvorsprung 36 ab und belastet die Ventilstange 30 axial. Die Rückstellfeder 32 ist als Schraubenfeder, insbesondere als Druckfeder, ausgeführt und belastet die Ventilstange 30 und das Ventilschließglied 28 in Schließrichtung.Between the valve stem 30th and the housing body 14th is a return spring 32 arranged which the valve rod 30th surrounds radially. The return spring 32 is supported at the end on an inner surface 34 of the housing body 14th and on a radial projection 36 and loads the valve rod 30th axial. The return spring 32 is designed as a helical spring, in particular a compression spring, and loads the valve rod 30th and the valve closing member 28 in the closing direction.

Die Verstellung des Ventilschließglieds 28 und der Ventilstange 30 zwischen einer Offen- und einer Schließstellung erfolgt durch einen pneumatisch betätigten Aktor 40. Der pneumatisch betätigte Aktor 40 umfasst eine Hauptmembran 42. Die Hauptmembran 42 weist ein relativ starres Mittenelement 44 und ein dünnes, flexibles Randelement 47 auf, wobei die Hauptmembran 42 mit dem Randelement 47 zwischen dem Gehäusegrundkörper 14 und dem Gehäusedeckel 16 luftdicht eingeklemmt ist und auf diese Weise einen ersten Raum, d.h. den Strömungskanal 18 bzw. der dem Einlass 20 zugeordneten Abschnitt des Strömungskanals 18, von einem an der dem Strömungskanal 18 abgewandten Seite der Hauptmembran 42 angeordneten zweiten Raum 46 abtrennt.The adjustment of the valve closure member 28 and the valve stem 30th between an open and a closed position is carried out by a pneumatically operated actuator 40 . The pneumatically operated actuator 40 includes a main membrane 42 . The main membrane 42 has a relatively rigid central element 44 and a thin, flexible edge element 47 on, being the main diaphragm 42 with the edge element 47 between the housing body 14th and the housing cover 16 Is clamped airtight and in this way a first space, ie the flow channel 18th or the inlet 20th associated section of the flow channel 18th , from one to the the flow channel 18th facing away from the main membrane 42 arranged second room 46 separates.

Die Hauptmembran 42 weist im Mittenelement 44 eine Durchgangsöffnung 48 auf, durch welche sich die Ventilstange 30 erstreckt und mit einem Endabschnitt 50 in den durch das Gehäuse 12 und die Hauptmembran 42 begrenzten Raum 46 hineinragt. Ein Spalt 51 zwischen einer Umfangsfläche 52 der Ventilstange 30 und einer Umfangsfläche 54 der Durchgangsöffnung 48 wird durch eine Dichtmanschette 56 luftdicht abgedichtet. Die Dichtmanschette 56 ist aus einem Elastomer hergestellt und an die Hauptmembran 42 angespritzt, wobei die Dichtmanschette 56 eine Öffnung 58 für die Ventilstange 30 aufweist und die Ventilstange 30 fluiddicht mit der Dichtmanschette 56 verbunden ist.The main membrane 42 points in the middle element 44 a through opening 48 through which the valve rod 30th extends and having an end portion 50 in the through the housing 12th and the main membrane 42 limited space 46 protrudes. A gap 51 between a peripheral surface 52 the valve stem 30th and a peripheral surface 54 the passage opening 48 is through a sealing sleeve 56 sealed airtight. The sealing sleeve 56 is made of an elastomer and attached to the main membrane 42 molded on, with the sealing collar 56 an opening 58 for the valve rod 30th has and the valve rod 30th fluid-tight with the sealing sleeve 56 connected is.

Die kraftübertragende Verbindung zwischen der Hauptmembran 42 und der Ventilstange 30 erfolgt über eine Übertragungsvorrichtung 60 des pneumatisch betätigten Aktors 40. Die Übertragungsvorrichtung 60 umfasst zwei Hebel 62, 64, welche jeweils mit einem an einem Axialende angeordneten Lagerabschnitt 66, 67 an der Ventilstange 30 drehbar gelagert sind, wobei die Drehachse 70 senkrecht zur Längsachse 72 der Ventilstange 30 ausgerichtet ist. Die Hebel 62, 64 stützen sich mit einem an einem zweiten Axialende angeordnete Abstützabschnitt 68, 69 an der Hauptmembran 42 ab. Zur Reduzierung der Reibung zwischen dem jeweiligen Hebel 62, 64 und der Hauptmembran 42 sind am Abstützabschnitt 68, 69 jeweils eine Rolle 74, 75 angeordnet, welche drehbar gelagert sind. Die Hauptmembran 42 kann über mindestens ein in der Figur nicht gezeigtes Federelement in Richtung der Hebel 62, 64 axial belastet sein, wodurch die Hauptmembran 42 dauerhaft an den Rollen 74, 75 der Hebel 62, 64 anliegt.The force-transmitting connection between the main membrane 42 and the valve stem 30th takes place via a transmission device 60 of the pneumatically operated actuator 40 . The transmission device 60 includes two levers 62 , 64 , which each have a bearing section arranged at one axial end 66 , 67 on the valve stem 30th are rotatably mounted, the axis of rotation 70 perpendicular to the longitudinal axis 72 the valve stem 30th is aligned. The levers 62 , 64 are supported with a support section arranged at a second axial end 68 , 69 on the main membrane 42 away. To reduce the friction between the respective lever 62 , 64 and the main membrane 42 are on the support section 68 , 69 one role each 74 , 75 arranged, which are rotatably mounted. The main membrane 42 can via at least one spring element, not shown in the figure, in the direction of the lever 62 , 64 be axially loaded, causing the main diaphragm 42 permanently on the rollers 74 , 75 the lever 62 , 64 is present.

An der Hauptmembran 42 sind mehrere Distanzelemente 43, 45 vorgesehen, welche im geschlossenen Zustand des Luftzufuhrregelventils 10 an einer durch ein Federelement 31 axial belastete Rückschlagplatte 29 des Ventilschließglieds 28 anliegen, wodurch die Rückschlagplatte 29 von ihrer am Gehäusegrundkörper 14 vorgesehenen Dichtfläche weggedrückt wird und dadurch im geschlossenen Zustand des Luftzufuhrregelventils 10 ein Verkleben der Rückschlagplatte 29 mit ihrer Dichtfläche verhindert wird. Im geöffneten Zustand des Luftzufuhrregelventils 10 sind die Distanzelemente 43, 45 von der Rückschlagplatte 29 beabstandet und belasten die Rückschlagplatte 29 nicht.On the main membrane 42 are several spacers 43 , 45 provided, which in the closed state of the air supply control valve 10 on one by a spring element 31 axially loaded check plate 29 of the valve closing element 28 abut, causing the non-return plate 29 of their on the housing body 14th provided sealing surface is pushed away and thereby in the closed state of the air supply control valve 10 gluing the non-return plate 29 with their sealing surface is prevented. When the air supply control valve is open 10 are the spacer elements 43 , 45 from the check plate 29 spaced and strain the non-return plate 29 not.

Weiterhin sind die Hebel 62, 64 über eine zwischen dem Abstützabschnitt 68, 69 und dem Lagerabschnitt 66, 67 angeordnete Hebellagerung 63, 65 am Gehäusedeckel 16 wippenartig gelagert, wobei die Hebellagerungen 63, 65 durch jeweils ein am Gehäusedeckel 16 vorgesehenen Vorsprung 76, 77 ausgeführt sind.Furthermore are the levers 62 , 64 via one between the support section 68 , 69 and the storage section 66 , 67 arranged lever bearing 63 , 65 on the housing cover 16 mounted like a rocker, the lever bearings 63 , 65 through one on the housing cover 16 provided projection 76 , 77 are executed.

Durch die Wahl des Abstandes zwischen dem Lagerabschnitt 66, 67 und der Hebellagerung 63, 65 und des Abstandes zwischen dem Abstützabschnitt 68, 69 und der Hebellagerung 63, 65 wird eine Kraftübersetzung ungleich 1 eingestellt, wobei nach dem Hebelgesetz eine aus der Verlagerung der Hauptmembran 42 entstehende Kraft in eine auf die Ventilstange 30 wirkende Kraft übersetzt wird. Im vorliegenden Fall ist der Abstand zwischen dem Lagerabschnitt 66, 67 und der wippenartigen Hebelagerung 63, 65 kleiner als der Abstand zwischen dem Abstützabschnitt 68, 69 und der wippenartigen Hebellagerung 63, 65, wodurch die auf die Ventilstange 30 wirkende Kraft höher ist als die durch die Verlagerung der Hauptmembran 42 bewirkte Kraft.By choosing the distance between the bearing section 66 , 67 and the lever mounting 63 , 65 and the distance between the support section 68 , 69 and the lever mounting 63 , 65 a force transmission unequal to 1 is set, whereby according to the law of levers one from the displacement of the main diaphragm 42 resulting force in a on the valve rod 30th acting force is translated. In the present case, the distance between the bearing section is 66 , 67 and the rocker-like lever mounting 63 , 65 smaller than the distance between the support section 68 , 69 and the rocker-like lever mounting 63 , 65 which causes the on the valve stem 30th acting force is higher than that caused by the displacement of the main diaphragm 42 caused force.

Das Luftzufuhrregelventil 10 umfasst weiterhin ein in das Gehäuse 12 integriertes Schaltventil 41. Alternativ könnte das Schaltventil 41 auch außerhalb des Gehäuses 12 angeordnet sein. Das Schaltventil 41 weist einen elektromagnetischen Aktor 80 mit einer Spule 82, einem Kern 84 und einem Anker 86 auf, wobei am Anker 86 ein Schließelement 88 befestigt ist. Das Schließelement 88 weist an seinen Stirnseiten jeweils eine Dichtfläche 90, 92 auf, wobei eine erste Dichtfläche 90 zum Verschließen eines mit dem Einlass 20 verbundenen, ersten Luftkanal 94 dient und eine zweite Dichtfläche 92 zum Verschließen eines mit der Umgebung verbundenen, zweiten Luftkanal 96 dient. Weiterhin weist das Schaltventil 41 einen mit dem zweiten Raum 46 verbundenen, dritten Luftkanal 98 auf. Der dritte Luftkanal 98 erstreckt sich durch den Gehäusegrundkörper 14 und durch den Gehäusedeckel 16.The air supply control valve 10 further comprises an in the housing 12th integrated switching valve 41 . Alternatively, the switching valve could 41 also outside the housing 12th be arranged. The switching valve 41 has an electromagnetic actuator 80 with a coil 82 , a core 84 and an anchor 86 on, being at anchor 86 a closing element 88 is attached. The closing element 88 has a sealing surface on each of its end faces 90 , 92 on, with a first sealing surface 90 to close one with the inlet 20th connected, first air duct 94 serves and a second sealing surface 92 for closing a second air duct connected to the environment 96 serves. Furthermore, the switching valve 41 one with the second room 46 connected, third air duct 98 on. The third air duct 98 extends through the housing body 14th and through the housing cover 16 .

Das Schaltventil 41 weist zwei Schaltstellungen auf, wobei in einer ersten Schaltstellung der Aktor 80 nicht bestromt ist und der Anker 86 und damit das Schließelement 88 ausschließlich durch ein Federelement 100 belastet sind. Hierbei ist der mit dem Einlass 20 verbundene erste Luftkanal 94 verschlossen und der mit der Umgebung verbundene, zweite Luftkanal 96 offen, wodurch der zweite Luftkanal 96 über einen Ringspalt 102 mit dem dritten Luftkanal 98 verbunden ist. Dadurch ist der Raum 46 mit der Umgebung verbunden und im Raum 46 herrscht Umgebungsdruck. In der zweiten Schaltstellung ist der Aktor 80 bestromt, wobei der Anker 86 entgegen der Federkraft des Federelements 100 verschoben ist, wodurch der zweite Luftkanal 96 verschlossen ist und eine Verbindung zwischen dem ersten Luftkanal 94 und dem dritten Luftkanal 98 hergestellt ist. Hierbei ist der Raum 46 mit dem Einlass 20 verbunden, wodurch im Raum 46 Einlassdruck herrscht.The switching valve 41 has two switching positions, the actuator in a first switching position 80 is not energized and the armature 86 and thus the closing element 88 exclusively through a spring element 100 are burdened. Here is the one with the inlet 20th connected first air duct 94 closed and the second air duct connected to the environment 96 open, creating the second air duct 96 over an annular gap 102 with the third air duct 98 connected is. This is the space 46 connected to the environment and in space 46 ambient pressure prevails. The actuator is in the second switch position 80 energized, the armature 86 against the spring force of the spring element 100 is shifted, creating the second air duct 96 is closed and a connection between the first air duct 94 and the third air duct 98 is made. Here is the room 46 with the inlet 20th connected, creating in space 46 Inlet pressure prevails.

Im geschlossenen Zustand des Luftzufuhrregelventils 10 ist das Schaltventil 41 bestromt, so dass das Schaltventil 41 in der zweiten Schaltstellung vorliegt und der Einlass 20 mit dem Raum 46 verbunden ist. Dadurch wirkt auf die Hauptmembran 42 beidseitig der Einlassdruck, wodurch die Hauptmembran 42 druckausgeglichen ist. Die Rückstellfeder 32 bewirkt durch ihre entgegen der Öffnungsrichtung des Ventilschließglieds 28, d.h. in Schließrichtung, wirkende Federkraft, dass das Ventilschließglied 28 gegen den Ventilsitz 26 gepresst wird und dadurch der Durchströmungsquerschnitt 24 geschlossen ist.In the closed state of the air supply control valve 10 is the switching valve 41 energized so that the switching valve 41 is in the second switching position and the inlet 20th with the space 46 connected is. This acts on the main membrane 42 the inlet pressure on both sides, creating the main diaphragm 42 is pressure balanced. The return spring 32 caused by their counter to the opening direction of the valve closing member 28 , ie in the closing direction, acting spring force that the valve closing member 28 against the valve seat 26th is pressed and thereby the flow cross-section 24 closed is.

Der Einlassdruck wirkt im Schließzustand des Ventilschließglieds 28 außerdem auf das Ventilschließglied 28 selbst und verursacht eine Kraft in Öffnungsrichtung des Ventilschließglieds 28. Dabei besteht bei einem hohen Einlassdruck die Gefahr, dass die auf das Ventilschließglied 28, in Öffnungsrichtung wirkende Kraft die Federkraft der Rückstellfeder 32 übersteigt, wodurch das Ventilschließglied 28 von dem Ventilsitz 26 abhebt und das Luftzufuhrregelventil 10 ungewollt geöffnet wird.The inlet pressure acts when the valve closing element is closed 28 also on the valve closure member 28 itself and causes a force in the opening direction of the valve closing member 28 . At a high inlet pressure there is the risk that the valve closing element 28 , the force acting in the opening direction is the spring force of the return spring 32 exceeds, whereby the valve closing member 28 from the valve seat 26th lifts off and the air supply control valve 10 is opened unintentionally.

Erfindungsgemäß ist im zweiten Raum 46 eine Zusatzmembran 110 angeordnet, welche an der Ventilstange 30 befestigt ist. Die Zusatzmembran 110 weist ein starres Mittenelement 114 und ein flexibles, ringförmiges Außenelement 116 auf, wobei das Mittelelement 114 an der Ventilstange 30 befestigt ist und das Außenelement 116 am Gehäusedeckel 16 fluiddicht befestigt ist. Die Befestigung des Mittenelements 114 an der Ventilstange 30 erfolgt über ein separates Befestigungselement 112, an welchem die Zusatzmembran 110 befestigt ist und welches als Lagerung für die Hebel 62, 64 der Übertragungsvorrichtung 60 dient. Das separate Befestigungselement 112 ist über eine Pressverbindung an einem Axialende der Ventilstange 30 befestigt.According to the invention is in the second room 46 an additional membrane 110 arranged, which on the valve rod 30th is attached. The additional membrane 110 has a rigid central element 114 and a flexible, annular outer member 116 on, with the central element 114 on the valve stem 30th is attached and the outer element 116 on the housing cover 16 is attached fluid-tight. The attachment of the central element 114 on the valve stem 30th takes place via a separate fastening element 112 on which the additional membrane 110 is attached and which is used as a storage for the lever 62 , 64 the transmission device 60 serves. The separate fastener 112 is via a press connection at one axial end of the valve rod 30th attached.

Die Zusatzmembran 110 trennt den zweiten Raum 46 in einen ersten Zwischenraum 120 und einen zweiten Zwischenraum 122. Der erste Zwischenraum 120 ist durch die Hauptmembran 42 und die Zusatzmembran 110 begrenzt. Der zweite Zwischenraum 122 ist durch die Zusatzmembran 110 und den Gehäusedeckel 16 begrenzt, wobei der zweite Zwischenraum 122 dauerhaft mit der Umgebung verbunden ist.The additional membrane 110 separates the second room 46 in a first space 120 and a second space 122 . The first space 120 is through the main membrane 42 and the additional membrane 110 limited. The second space 122 is through the additional membrane 110 and the housing cover 16 limited, the second gap 122 is permanently connected to the environment.

Durch die Zusatzmembran 110 wird erzielt, dass das Luftzufuhrregelventil 10 auch bei einem hohen Einlassdruck zuverlässig geschlossen werden kann und geschlossen gehalten werden kann. Der im Schließzustand des Luftzufuhrregelventils 10 im Raum 46 herrschende Einlassdruck wirkt auch auf die Zusatzmembran 110, wodurch die Ventilstange 30 in Schließrichtung des Ventilschließglieds 28 belastet wird und die Rückstellfeder 32 beim Schließen des Durchströmungsquerschnitts 24 unterstützt. Die daraus resultierende Kraft ist damit wie die auf das Ventilschließglied 28 wirkende Kraft vom Einlassdruck abhängig. Dadurch steigen bei einem Anstieg des Einlassdrucks beide, vom Einlassdruck abhängige, entgegengesetzte Kräfte an, wobei die in Schließrichtung wirkende und vom Einlassdruck anhängige Kraft an der Zusatzmembran 110 und die in Schließrichtung wirkende Federkraft der Rückstellfeder 32 die in Öffnungsrichtung wirkende, vom Einlassdruck abhängige Kraft am Ventilschließglied 28 jederzeit übersteigen, wodurch ein unerwünschtes Öffnen des Durchströmungsquerschnitts 24 unterbunden wird.Through the additional membrane 110 is achieved that the air supply control valve 10 can be reliably closed and kept closed even at a high inlet pressure. The one in the closed state of the air supply control valve 10 in the room 46 The prevailing inlet pressure also acts on the additional diaphragm 110 , making the valve rod 30th in the closing direction of the valve closing member 28 is loaded and the return spring 32 when closing the flow cross-section 24 supports. The resulting force is like that on the valve closing member 28 acting force depends on the inlet pressure. As a result, when the inlet pressure increases, both opposing forces, which are dependent on the inlet pressure, increase, with the force acting in the closing direction and dependent on the inlet pressure on the additional diaphragm 110 and the spring force of the return spring acting in the closing direction 32 the force acting in the opening direction and dependent on the inlet pressure on the valve closing element 28 exceed at any time, causing an undesirable opening of the flow cross-section 24 is prevented.

Zum Öffnen des Luftzufuhrregelventils 10 wird das Schaltventil 41 nicht bestromt, wodurch der Raum 46 mit der Umgebung verbunden wird. Dabei wirkt der Einlassdruck einseitig auf die Membran 42 und verursacht eine entgegengesetzt zur Öffnungsrichtung des Ventilschließglieds 28 wirkende Kraft auf die Hauptmembran 42, wodurch sich die Hauptmembran 42 entgegengesetzt zur Öffnungsrichtung des Ventilschließglieds 28 verlagert. Die entgegengesetzt zur Öffnungsrichtung vorliegende Bewegung der Hauptmembran 42 wird durch die Übertragungsvorrichtung 60 in eine Bewegung der Ventilstange 30 in Öffnungsrichtung des Ventilschließglieds 28 transferiert. Zusätzlich wird durch die Übertragungsvorrichtung 60 die auf die Ventilstange 30 wirkende Kraft erhöht.To open the air supply control valve 10 becomes the switching valve 41 not energized, which means the room 46 is connected to the environment. The inlet pressure acts on one side of the membrane 42 and causes a direction opposite to the opening direction of the valve closing member 28 acting force on the main membrane 42 , making the main membrane 42 opposite to the opening direction of the valve closing member 28 relocated. The movement of the main diaphragm opposite to the opening direction 42 is through the transmission device 60 in a movement of the valve rod 30th in the opening direction of the valve closing member 28 transferred. In addition, through the transmission device 60 those on the valve stem 30th acting force increased.

Es wird somit ein Luftzufuhrregelventil 10 geschaffen, welches ein zuverlässiges Schließen auch bei hohen Einlassdrücken gewährleistet, wodurch die Funktionalität des Luftzufuhrregelventils 10 gewährleistet ist.It thus becomes an air supply control valve 10 created, which ensures reliable closing even at high inlet pressures, thereby reducing the functionality of the air supply control valve 10 is guaranteed.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des vorliegenden Hauptanspruchs nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. So sind selbstverständlich Änderungen bezüglich des Aufbaus der verschiedenen Teile des Luftzufuhrregelventils 10, wie dem Gehäuse 12 oder der Anordnung der Ventilteile zueinander denkbar.It should be clear that the scope of protection of the present main claim is not limited to the exemplary embodiment described. So, of course, there are changes in the construction of the various parts of the air supply control valve 10 like the case 12th or the arrangement of the valve parts to one another is conceivable.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
LuftzufuhrregelventilAir supply control valve
1212th
Gehäusecasing
1414th
GehäusegrundkörperHousing body
1616
GehäusedeckelHousing cover
1818th
StrömungskanalFlow channel
2020th
Einlassinlet
2222nd
AuslassOutlet
2424
DurchströmungsquerschnittFlow cross-section
2626th
VentilsitzValve seat
2828
VentilschließgliedValve closing member
2929
RückschlagplatteCheck plate
3030th
VentilstangeValve stem
3131
FederelementSpring element
3232
RückstellfederReturn spring
3434
InnenflächeInner surface
3636
RadialvorsprungRadial projection
4040
AktorActuator
4141
SchaltventilSwitching valve
4242
HauptmembranMain membrane
4343
DistanzelementSpacer element
4444
MittenelementCentral element
4545
DistanzelementSpacer element
4646
zweiter Raumsecond room
4747
RandelementEdge element
4848
DurchgangsöffnungThrough opening
5050
EndabschnittEnd section
5151
Spaltgap
5252
UmfangsflächeCircumferential surface
5454
UmfangsflächeCircumferential surface
5656
DichtmanschetteSealing sleeve
5858
Öffnungopening
6060
ÜbertragungsvorrichtungTransmission device
6262
Hebellever
6363
HebellagerungLever bearing
6464
Hebellever
6565
HebellagerungLever bearing
6666
LagerabschnittWarehouse section
6767
LagerabschnittWarehouse section
6868
AbstützabschnittSupport section
6969
AbstützabschnittSupport section
7070
DrehachseAxis of rotation
7272
LängsachseLongitudinal axis
7474
Rollerole
7575
Rollerole
7676
Vorsprunghead Start
7777
Vorsprunghead Start
8080
elektromagneteischer Aktorelectromagnetic actuator
8282
SpuleKitchen sink
8484
Kerncore
8686
Ankeranchor
8888
SchließelementClosing element
9090
DichtflächeSealing surface
9292
DichtflächeSealing surface
9494
erster Luftkanalfirst air duct
9696
zweiter Luftkanalsecond air duct
9898
dritter Luftkanalthird air duct
100100
FederelementSpring element
102102
RingspaltAnnular gap
110110
ZusatzmembranAdditional membrane
112112
BefestigungselementFastener
114114
MittenelementCentral element
116116
AußenelementOuter element
120120
erster Zwischenraumfirst space
122122
zweiter Zwischenraumsecond space

Claims (11)

Luftzufuhrregelventil (10) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse (12), welches einen Einlass (20) und einen Auslass (22) aufweist, einem Ventilschließglied (28), welches an einer Ventilstange (30) angeordnet ist und mit einem Ventilsitz (26) einen Durchströmungsquerschnitt (24) zwischen dem Einlass (20) und dem Auslass (22) begrenzt, wobei das Ventilschließglied (28) zumindest zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verstellbar ist, einem pneumatisch betätigten Aktor (40) zur Verstellung des Ventilschließglieds (28), wobei der pneumatisch betätigte Aktor (40) eine in Axialrichtung relativ zur Ventilstange (30) bewegbare Hauptmembran (42) aufweist, welche einen ersten Raum (18) von einem zweiten Raum (46) fluidisch voneinander trennt und über eine Übertragungsvorrichtung (60) mit der Ventilstange (30) wirkverbunden ist, wobei der erste Raum (18) mit dem Einlass (20) fluidisch verbunden ist und ein Einlassdruck auf die Membran (42) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Raum (46) eine Zusatzmembran (110) angeordnet ist, welche an der Ventilstange (30) fest angeordnet ist und den zweiten Raum (46) in einen ersten Zwischenraum (120) und einen zweiten Zwischenraum (122) trennt, wobei der erste Zwischenraum (120) durch die Hauptmembran (42) und die Zusatzmembran (110) begrenzt ist und wahlweise mit dem Einlass (20) oder mit der Umgebung verbindbar ist.Air supply control valve (10) for an internal combustion engine, with a housing (12) which has an inlet (20) and an outlet (22), a valve closing member (28) which is arranged on a valve rod (30) and with a valve seat (26) ) a flow cross-section (24) between the inlet (20) and the outlet (22), the valve closing member (28) being adjustable at least between a closed position and an open position, a pneumatically operated actuator (40) for adjusting the valve closing member (28) , wherein the pneumatically operated actuator (40) has a main diaphragm (42) movable in the axial direction relative to the valve rod (30), which fluidically separates a first space (18) from a second space (46) and via a transmission device (60) the valve rod (30) is operatively connected, the first space (18) being fluidically connected to the inlet (20) and an inlet pressure acting on the membrane (42), characterized in that that in the second space (46) an additional membrane (110) is arranged, which is fixedly arranged on the valve rod (30) and separates the second space (46) into a first space (120) and a second space (122), the The first intermediate space (120) is delimited by the main membrane (42) and the additional membrane (110) and can optionally be connected to the inlet (20) or to the environment. Luftzufuhrregelventil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltventil (41) vorgesehen ist, wobei in einer ersten Stellung des Umschaltventils (41) der durch die Hauptmembran (42) und die Zusatzmembran (110) begrenzte, erste Zwischenraum (120) mit der Umgebung verbunden ist und in einer zweiten Stellung des Umschaltventils (41) der durch die Hauptmembran (42) und die Zusatzmembran (110) begrenzte, erste Zwischenraum (120) mit dem Einlass (20) verbunden ist.Air supply control valve (10) Claim 1 , characterized in that a switching valve (41) is provided, wherein in a first position of the switching valve (41) the first intermediate space (120) delimited by the main diaphragm (42) and the additional diaphragm (110) is connected to the environment and in a second position of the switching valve (41) which is connected to the inlet (20) by the first intermediate space (120) delimited by the main diaphragm (42) and the additional diaphragm (110). Luftzufuhrregelventil (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (41) im Gehäuse (12) integriert ist, wobei das Schaltventil (41) über einen im Gehäuse (12) vorgesehen ersten Luftkanal (94) mit dem Einlass (20) fluidisch verbunden ist, über einen im Gehäuse (12) vorgesehen dritten Luftkanal (98) mit dem zweiten Raum (46) fluidisch verbunden ist und über ein zweiten Luftkanal (96) mit der Umgebung fluidisch verbunden ist.Air supply control valve (10) Claim 2 , characterized in that the switching valve (41) is integrated in the housing (12), the switching valve (41) being fluidically connected to the inlet (20) via a first air duct (94) provided in the housing (12), via an im Housing (12) provided, the third air duct (98) is fluidically connected to the second space (46) and is fluidically connected to the environment via a second air duct (96). Luftzufuhrregelventil (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) einen Gehäusegrundkörper (14) und einen Gehäusedeckel (16) aufweist, wobei der dritte Luftkanal (98) sich durch den Gehäusegrundkörper (14) und den Gehäusedeckel (16) erstreckt.Air supply control valve (10) Claim 3 , characterized in that the housing (12) has a housing base body (14) and a housing cover (16), the third air duct (98) extending through the housing base body (14) and the housing cover (16). Luftzufuhrregelventil (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (41) ein Schließelement (88) aufweist, wobei das Schließelement (88) derart ausgeführt ist, dass in einer ersten Stellung eine erste Dichtfläche (90) des Schließelements (88) den ersten Luftkanal (94) verschließt und in einer zweiten Stellung eine zweite Dichtfläche (92) des Schließelements (88) den mit der Umgebung verbundenen, zweiten Luftkanal (96) verschließt.Air supply control valve (10) Claim 3 or 4th , characterized in that the switching valve (41) has a closing element (88), the closing element (88) being designed such that in a first position a first sealing surface (90) of the closing element (88) closes the first air duct (94) and in a second position a second sealing surface (92) of the closing element (88) closes the second air duct (96) connected to the environment. Luftzufuhrregelventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmembran (110) ein starres Mittenelement (114) und ein flexibles, ringförmiges Außenelement (116) aufweist, wobei das starre Mittenelement (114) an der Ventilstange (30) fluiddicht befestigt ist und das Außenelement (116) am Gehäuse (12) fluiddicht befestigt ist.Air supply control valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the additional membrane (110) has a rigid central element (114) and a flexible, annular outer element (116), the rigid central element (114) on the valve rod (30) being fluid-tight is attached and the outer element (116) is attached to the housing (12) in a fluid-tight manner. Luftzufuhrregelventil (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible, ringförmige Außenelement (116) an das starre Mittenelement (114) und/oder an dem Gehäuse (12) angespritzt ist.Air supply control valve (10) Claim 6 , characterized in that the flexible, ring-shaped outer element (116) is injection-molded onto the rigid central element (114) and / or onto the housing (12). Luftzufuhrregelventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein separates Befestigungselement (112) vorgesehen ist, an welches die Übertragungsvorrichtung (60) angreift und an welchem die Zusatzmembran (110) befestigt ist.Air supply control valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a separate fastening element (112) is provided on which the transmission device (60) engages and on which the additional membrane (110) is fastened. Luftzufuhrregelventil (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (112) über eine Pressverbindung und/oder eine Formschlussverbindung an der Ventilstange (30) befestigt ist.Air supply control valve (10) Claim 8 , characterized in that the fastening element (112) via a press connection and / or a Form-fitting connection is attached to the valve rod (30). Luftzufuhrregelventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hauptmembran (42) eine flexible Dichtmanschette (56) angeordnet ist, welche fluiddicht an der Ventilstange (30) und an der Hauptmembran (42) befestigt ist.Air supply control valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a flexible sealing sleeve (56) is arranged on the main diaphragm (42) and is fastened in a fluid-tight manner to the valve rod (30) and to the main diaphragm (42). Luftzufuhrregelventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsvorrichtung (60) mindestens einen Hebel (62, 64) aufweist, welcher über einen Lagerabschnitt (66, 67) drehbar an der Ventilstange (30) gelagert ist und über einen Abstützabschnitt (68,69) sich an der Hauptmembran (42) abstützt, wobei der Hebel (62, 64) axial zwischen dem Lagerabschnitt (66, 67) und dem Abstützabschnitt (68, 69) wippenartig am Gehäuse (12) gelagert ist.Air supply control valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission device (60) has at least one lever (62, 64) which is rotatably mounted on the valve rod (30) via a bearing section (66, 67) and via a Support section (68,69) is supported on the main membrane (42), the lever (62, 64) being mounted axially between the bearing section (66, 67) and the support section (68, 69) on the housing (12) like a rocker.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2254961B1 (en) 1972-11-10 1973-10-18 Deutsche Vergaser Gmbh Co Kg CONTROL DEVICE FOR MEASURING AN ADDITIONAL AIR QUANTITY TO IMPROVE COMBUSTION IN COMBUSTION MACHINES OR POST-COMBUSTION OF COMBUSTION GASES FROM COMBUSTION MACHINES
DE69203100T2 (en) 1991-01-19 1995-11-23 Ford France Emission control system.
AT16539U1 (en) 2018-09-10 2019-12-15 Msg Mechatronic Systems Gmbh valve device

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