DE10213693B4 - Dichtungsanordnung für ein in eine Bohrung eines Gehäuses gestecktes Ventil einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Abstract

Dichtungsanordnung für ein in eine Bohrung eines Gehäuses (8) gestecktes Ventil einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Ventil eine Stelleinheit (4), einen Ventilstößel (1) mit einem Ventilverschlussglied (2) und einen Ventileinsatz (3) mit zumindest einem Ventilsitz (5) und eine Ventilkammer (7) aufweist, welche durch das Ventilverschlussglied (2) von einer Gasdruckseite (6) trennbar ist, wobei eine Sickendichtung (13) die Ventilkammer (7) und eine Ventilaußenseite (10) und somit eine entstehende Trennfuge (9) zwischen der Außenfläche des Ventileinsatzes (3) und der Innenfläche des Gehäuses (8) fluidisch gegen die Gasdruckseite (6) und eine zweite Dichtung (14) die Ventilkammer (7) und die Gasdruckseite (6) und somit die Trennfuge (9) fluidisch gegen die Ventilaußenseite (10) abdichtet.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für ein in eine Bohrung eines Gehäuses, insbesondere einer Zylinderkopfentnahmebohrung gestecktes Ventil.
• Das Prinzip solcher in eine Bohrung eines Gehäuses zu steckender Ventile ist allgemein bekannt und ist beispielsweise in EP 0 740 064 B1 dargestellt.
• Üblicherweise werden diese Ventile durch eine Presspassung zwischen einer gebohrten Innenfläche eines Gehäuses und einer Außenfläche eines zylindrischen Ventileinsatzes, der ein- oder mehrteilig sein kann, gegen die Atmosphäre bzw. gegen die Gasdruckseite abgedichtet.
• Nachteil dieser Art der Abdichtung sind die vorhandenen Leckagen, die hohen benötigten Fertigungsgenauigkeiten von Bohrung und Ventileinsatzaußendurchmesser zur Realisierung der Presspassung sowie die Schwierigkeiten bei der Demontage des Ventils aus der Bohrung des Gehäuses.
• Des Weiteren sind aus der DE 198 54 878 A1 und der DE 199 08 819 A1 Kraftstoffeinspritzventile bekannt, welche in eine Bohrung eines Zylinderkopfes gesteckt sind. Diese Ventile werden nach außen gegen das umgebende Gehäuse über einen Wellring abgedichtet. Des Weiteren ist aus der DE-OS 2 144 708 ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei dem statt des Wellringes Tellerfedern zur Abdichtung benutzt werden. Eine Abdichtung eines Ventils mit mehreren Ventilkammern, die sowohl nach außen als auch gegeneinander abzudichten sind und in denen unterschiedliche Drücke herrschen, ist aus diesen Schriften nicht bekannt.
• Der Erfindung liegen nun die Aufgaben zugrunde, die Leckagen zu minimieren, die Fertigungsprozesse durch höhere Fertigungstoleranzen zu vereinfachen und gleichzeitig die Demontage des Ventils zu ermöglichen.
• Diese Aufgaben werden durch eine Dichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es wird somit eine Dichtungsanordnung für ein in eine Bohrung eines Gehäuses, insbesondere einer Zylinderkopfentnahmebohrung gestecktes Ventil, insbesondere Abgasrückführventil, einer Verbrennungskraftmaschine verwendet, wobei das Ventil eine Stelleinheit, einen Ventilstößel mit einem Ventilverschlussglied und einen Ventileinsatz mit zumindest einem Ventilsitz aufweist, wobei durch die Stelleinheit das Ventilverschlussglied über den Ventilstößel auf den Ventilsitz bewegbar oder von ihm abhebbar ist und ein Gasstrom von einer Gasdruckseite zu einer Ventilkammer und weiteren angeschlossenen Aggregaten steuerbar ist und wobei eine Sickendichtung eine entstehende Trennfuge zwischen der Außenfläche des Ventileinsatzes und der Innenfläche des Gehäuses fluidisch gegen die Gasdruckseite und eine zweite Dichtung die Trennfuge fluidisch gegen die Ventilaußenseite abdichtet. Natürlich kann der Ventileinsatz auch mehrteilig ausgeführt sein.
• Des Weiteren ist es vorteilhaft, die zweite Dichtung auch als Sickendichtung auszuführen. Sickendichtungen sind speziell ausgeformte Flachdichtungen, die sich zur Abdichtung gegen Gasdurchtritt in Bereichen, in denen hohe Temperaturen auftreten können, wie sie beispielsweise bei der Abgasrückführung entstehen, wegen ihrer hohen Spannkraft, Elastizität und wegen ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit in besonderer Weise eignen, da sie durch diese Eigenschaften in der Lage sind, Toleranzen auszugleichen.
• Durch diese Abdichtung mittels Sickendichtungen, können die sonst üblichen Presspassungen durch fertigungstechnisch deutlich einfacher herstellbare Übergangspassungen ersetzt werden, da die Fertigungstoleranzen der Bauteile größer sein dürfen und eine Abdichtung durch den Sitz der Bauteilflächen zueinander nicht mehr notwendig ist.
• Ferner kann das Ventil mit dem Ventileinsatz aufgrund der Übergangs- oder Spielpassung anstelle der Presspassung einfach demontiert werden, ohne die Bohrung oder den Ventileinsatz zu beschädigen.
• Die Sickendichtungen werden vorzugsweise aus einem beschichteten Federstahl hergestellt, der es ermöglicht auch bei höheren Gastemperaturen abzudichten.
• Am Innendurchmesser der Sickendichtungen, der etwa dem Außendurchmesser des zylindrischen Körpers des Ventileinsatzes entspricht, befinden sich verformbare Nasen, wodurch es ermöglicht wird die Sickendichtungen über den zylindrischen Körper des Ventileinsatzes zu schieben. In ihrer Anschlagstellung greifen die Nasen in eine Nut am Ventileinsatz, so dass sie in dieser Position fixiert sind, wodurch ein Transport des komplett mit Dichtelementen vormontierten Ventils im nicht eingebauten Zustand ermöglicht wird.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die gegen die Ventilaussenseite abdichtende Sickendichtung durch eine kostengünstigere O-Ring Dichtung ersetzt, da in diesem Bereich die thermische Belastung der Dichtung geringer ist. Die Montage dieser O-Ring Dichtung kann auf gleiche Weise wie die der Sickendichtung erfolgen, da die O-Ring Dichtung aus Gummi oder Kunststoff hergestellt wird und somit elastisch verformbar ist.
• Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Dichtungsanordnung mit zwei Sickendichtungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
• 1 zeigt eine geschnittene Darstellung eines Ventils mit Dichtungsanordnung im eingebauten Zustand in Seitenansicht.
• 2 zeigt einen Ausschnitt eines Ventils mit Dichtungsanordnung im nicht eingebauten Zustand in Seitenansicht.
• Das Ventil besteht aus einem Ventilstößel 1 mit einem Ventilverschlussglied 2, einem Ventileinsatz 3, der auch mehrteilig sein kann und einer Stelleinheit 4. Durch diese Stelleinheit wird das Ventilverschlussglied 2 über den Ventilstößel 1 auf einen Ventilsitz 5 gepreßt (Ventil schließt) oder von ihm abgehoben (Ventil öffnet), um einen Gasstrom von einer Gasdruckseite 6 zu einer Ventilkammer 7 und weiteren angeschlossenen Aggregaten zu steuern.
• Der Ventileinsatz 3 ist eingelassen in eine Bohrung eines Gehäuses 8. Die Passung zwischen Innenwand des Gehäuses 8 und zylindrischer Außenwand des Ventileinsatzes 3 ist dabei eine Übergangs- oder Spielpassung, die eine entstehende Trennfuge 9 zwischen den beiden Bauteilen nicht ausreichend zur Gasdruckseite 6 oder zu einer Ventilaussenseite 10 abdichten kann. Aus diesem Grund sind zwischen zwei Auflageflächen 11, 12 des Gehäuses 8 und dem Ventileinsatz 3 Sickendichtungen 13, 14 angebracht. Die erste Sickendichtung 13, die sich an der ersten Auflagefläche 11 des Ventileinsatzes 3 befindet, dichtet die Ventilkammer 7 und die Gasdruckseite 6 gegen die Ventilaussenseite 10 bei Überdruck auf der Gasdruckseite 6 ab.
• Die zweite Sickendichtung 14, die sich an der zweiten Auflagefläche 12 des Ventileinsatzes 3 befindet verhindert einen Gaseintritt von der Ventilaussenseite 10 zur Ventilkammer 7 bei anliegendem Unterdruck in der Ventilkammer 7 oder zur Gasdruckseite 6 bei anliegendem Unterdruck auf der Gasdruckseite 6 des Ventils und einen Gasaustritt von der Ventilkammer 7 zur Ventilaussenseite 10 bei Überdruck in der Ventilkammer 7.
• Am Ventileinsatz 3 befinden sich in Höhe der Auflageflächen 11, 12 zwei in den zylindrischen Körper des Ventileinsatzes 3 gedrehte Nuten 15, 16, eine Nut 15 zur Aufnahme der ersten Sickendichtung 13 und eine Nut 16 zur Aufnahme der zweiten Sickendichtung 14.
• Mit Hilfe dieser Nuten 15, 16 können die Ventile mit vormontierter Sickendichtung 13, 14 transportiert werden, ohne vorher in das Gehäuse 8 eingebaut werden zu müssen.
• Mit dieser erfindungsgemäßen Ausführung können auftretende Leckagen am Ventil minimiert werden, fertigungstechnische Schwierigkeiten durch größere erlaubte Toleranzen der Bauteile behoben werden und montagetechnisch der Einbau und Ausbau des Ventils auf einfache Art und Weise möglich gemacht werden.

Claims (5)

1. Dichtungsanordnung für ein in eine Bohrung eines Gehäuses (8) gestecktes Ventil einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Ventil eine Stelleinheit (4), einen Ventilstößel (1) mit einem Ventilverschlussglied (2) und einen Ventileinsatz (3) mit zumindest einem Ventilsitz (5) und eine Ventilkammer (7) aufweist, welche durch das Ventilverschlussglied (2) von einer Gasdruckseite (6) trennbar ist, wobei eine Sickendichtung (13) die Ventilkammer (7) und eine Ventilaußenseite (10) und somit eine entstehende Trennfuge (9) zwischen der Außenfläche des Ventileinsatzes (3) und der Innenfläche des Gehäuses (8) fluidisch gegen die Gasdruckseite (6) und eine zweite Dichtung (14) die Ventilkammer (7) und die Gasdruckseite (6) und somit die Trennfuge (9) fluidisch gegen die Ventilaußenseite (10) abdichtet.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtung (14) auch als Sickendichtung (14) ausgeführt ist.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtung als O-Ring Dichtung ausgeführt ist.
4. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Ventileinsatzes (3) kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses (8) ist.
5. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinsatz (3) zwei Nuten (15, 16) zur Aufnahme der Dichtungen (13, 14) aufweist.