DE10258735A1

DE10258735A1 - Durchflussmengen-Steuerungsventil

Info

Publication number: DE10258735A1
Application number: DE10258735A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Kawasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2022-12-17
Also published as: JP3857128B2; KR20030052991A; CN1223777C; DE10258735B4; US20030116743A1; KR100495343B1; US6837485B2; JP2003185049A; CN1428529A

Abstract

Ein Durchflussmengen-Steuerungsventil umfasst einen zweiten Federhalter (20), der innerhalb eines Gehäuses (1) befestigt ist und ein Ende der Ventilfeder (12) hält, das auf einer Seite der Ventilscheibe (9) positioniert ist. Der zweite Federhalter (20) ist ein im Wesentlichen zylindrisches Element, das aus einem Material mit einer geringeren thermischen Leitfähigkeit gefertigt ist, als das Material des Gehäuses (1), das aus Gussstahl gefertigt ist; und setzt sich aus im Wesentlichen einem kreisförmigen inneren Boden (20a), einem Strebenbereich (20b), der ein Körperbereich ist, der sich vom äußeren Umfang des internen Bodens (20a) aus erstreckt und die Ventilfeder (12) umgibt, einem Durchgangsloch (20c), das in der Mitte des internen Bodens (20a) gebildet ist und einen größeren Innendurchmesser als den Außendurchmesser der umgebenden Wand (6a) aufweist, die das Durchgangsloch (6) des Gehäuses (1) bildet, und einem Flanschbereich (20d) zusammen, der sich radial und nach außen von einem oberen Teil des Strebenbereichs (20b) erstreckt und einem im Wesentlichen rechteckigen Umfangsbereich aufweist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Durchflussmengen-Steuerungsventil, das für ein Gerät, wie ein Abgas-Rezirkulationsventil verwendet wird, durch das beispielsweise die Durchflussmenge des Abgases hoher Temperatur, das durch die Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs abgegeben wird, gesteuert wird.

Beschreibung des Stands der Technik

Herkömmlicherweise sind mehrere Abgas- Rezirkulationsventileinrichtungen (untenstehend als EGR Einrichtungen (exhaust gas recirculation valve devices)) bekannt. Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht, um eine interne Struktur in der Nähe eines Durchflusssteuerungsventilbereichs zu zeigen, der für eine herkömmliche EGR Einrichtung verwendet wird. In der Zeichnung bezeichnet Referenzziffer 1 ein Gehäuse, das aus Gusseisen besteht. Im Inneren des Gehäuses sind ein erster Fluiddurchlass 2 und ein zweiter- Fluiddurchlass 3, durch den das Hochtemperaturabgas gelangt, vorgesehen. Es ist ein Ventilsitz 4 zwischen dem esten Fluiddurchlass 2 und dem zweiten Fluiddurchlass 3 vorgesehen. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein im wesentlichen zylindrischer Strebenbereich 5 vorgesehen, eng benachbart zu dem zweiten Fluiddurchlass 3. An einer Mitte des Bodens des Strebenbereichs 5 ist ein Durchgangsloch 6 gebildet, das eine Innenseite des Strebenbereichs 5 mit einer Innenseite des zweiten Fluiddurchlasses 3 verbindet. Innerhalb des Durchgangslochs 6 ist ein Ventilstößel 8 vorgesehen, der verschiebbar entlang der durch die Pfeile A und B bezeichneten Richtung durch die Zwischenschaltung eines Lagers 6 ist. An einem Ende des Ventilstößels 8 ist eine Ventilscheibe 9 befestigt, die mit dem Ventilsitz 4 in Eingriff kommen und sich davon lösen kann, und auf einem konkaven Bereich 8a, der in der Nähe eines anderen Ende des Ventilstößels gebildet ist, ist ein fester Federhalter 11 vorgesehen, wobei eine Buchse 10 dazwischengeschaltet ist. Zwischen dem Federhalter 8 und einem inneren Bodenteil des Strebenbereichs 5 des Gehäuses 1 ist eine Ventilfeder 12 vorgesehen, die den Ventilstößel 8 in der Richtung, die durch den Pfeil B bezeichnet ist, energetisiert, so dass die Ventilscheibe 9 mit dem Ventilsitz 4 in Eingriff gebracht wird.

Auf einem oberen Randteil des Strebenbereichs 5 des Gehäuses 1 ist eine feste Antriebseinrichtung 13 durch Schrauben 14 befestigt, die eine Antriebswelle 13a aufweist, um den Ventilstößel 8 in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung gegen die energetisierende Kraft der Ventilfeder 12 voranzutreiben, um dadurch die Ventilscheibe 9 vom Ventilsitz 4 zu lösen. Für die Antriebseinrichtung 13 werden beispielsweise gewöhnlich ein DC Motor, eine Schrittmotor, ein Linearsolenoid und ähnliches verwendet.

Bei einer solchen EGR Einrichtung ist es nötig, wenn die Antriebswelle 13a sich in die hinterste Position in der durch den Pfeil B gezeigten Richtung zurückzieht und die Ventilscheibe 9, die auf dem Ventilstößel 8 festgelegt ist, mit dem Ventilsitz 4 in Eingriff kommt, dass ein Bodenende der Antriebswelle 13a der Antriebseinrichtung 13 in passender Weise mit einem oberen Ende des Ventilstößels 8 weder zu stark noch zu wenig in Kontakt kommt. Wenn die Antriebseinrichtung 13 auf dem Gehäuse 1 montiert wird, besteht jedoch tatsächlich die Möglichkeit, dass die Ventilscheibe 8 nicht mit dem Ventilsitz 4 in Kontakt kommt, da ein Fehler in den Abmessungen der Komponenten vorliegt, selbst wenn die Antriebswelle 13a sich in ihre hinterste Position zurückzieht. Aus diesem Grund wird ein Abstandshalter 15 mit einer passenden Dicke zwischen dem oberen Randteil des Strebenbereichs 5 des Gehäuses 1 und dem Bodenende der Antriebseinrichtung 13 platziert und der Abstand zwischen den kontaktierenden Oberflächen wird dadurch justiert.

Die Arbeitsweise wird als nächstes unten beschrieben. Im Ventilschließzustand ist die Ventilscheibe 9 in der mit dem Pfeil B bezeichneten Richtung durch die energetisierende Kraft der Ventilfeder 12 energetisiert und ist mit dem Ventilsitz 4 in Eingriff (in einem Ventilschließzustand), da die Antriebswelle 13a der Antriebseinrichtung 13 sich in der Richtung, die durch den Pfeil B bezeichnet ist, zurückzieht und die Antriebswelle den Ventilstößel 8 nicht in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung antreibt. Daher ist der erste Fluiddurchlass 2 vom zweiten Fluiddurchlass 3 getrennt. Wenn nachfolgend das Ventil geöffnet wird, wird die Antriebseinrichtung 13 betrieben, so dass sie die Antriebswelle 13a in der Richtung, die durch den Pfeil bezeichnet ist, vorantreibt, und dadurch wird der Ventilstößel 8 vorangetrieben, um die Ventilscheibe 9 von dem Ventilsitz 4 zu lösen (in einem Ventilöffnungszustand). In diesem Ventilöffnungszustand störmt das Hochtemperaturabgas vom ersten Fluiddurchlass 2 zum zweite Fluiddurchlass 3 und dadurch wird das Gehäuse, das den zweiten Fluiddurchlass 3bildet, bis zu etwa 350°C erwärmt, da der erste Fluiddurchlass 2 mit dem zweiten Fluiddurchlass 3 verbunden ist.

Da jedoch das Durchflusssteuerungsventil, das für die herkömmliche EGR Einrichtung verwendet wird, eine wie oben beschriebene Struktur aufweist, wird die Ventilfeder 12, die in direktem Kontakt mit dem Gehäuse 1 ist, das durch das Abgas erwärmt wird, ebenfalls der hohen Temperatur ausgesetzt. Aus diesem Grund werden Schäden, wie ein Bruch der Ventilfeder 12 und eine Verringerung der energetisierenden Kraft, hervorgerufen. Aufgrund der Verringerung der energetisierenden Kraft wiederholen die Ventilscheibe 9 und der Ventilsitz 4 ungeordnet den Eingriff und das Freigeben zwischen ihnen, wodurch abnormale Geräusche hervorgerufen werden und der Ventilschließzustand nicht richtig aufrecht erhalten werden kann. Als Ergebnis tritt das Problem auf, dass die Gasströmung nicht genau kontrolliert werden kann.

Wenn ein Fremdkörper innerhalb einer Windung der Ventilfeder 12 eingeschlossen ist, ändert ferner bei dem Strömungsdurchfluss-Steuerungsventil, das für die herkömmliche EGR Einrichtung verwendet wird, der Fremdkörper die Kompression und den Expansionshub der Ventilfeder 12. Als Folge tritt auch das Problem auf, dass der Ventilschließzustand nicht richtig aufrecht erhalten werden kann.

Die japanische offengelegte Patentveröffentlichung HEI 11- 270417 beschreibt ein Durchfluss-Steuerungsventil, das eine ähnliche Struktur wie diejenige aufweist, die für die in Fig. 6 gezeigte herkömmliche EGR Einrichtung verwendet wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Strömungsdurchfluss- Steuerungsventil vorzusehen, bei dem seine Ventilfeder vor Beschädigung geschützt ist, die durch Wärme und Fremdkörper hervorgerufen wird.

Das Durchfluss-Steuerungsventil gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Gehäuse, das intern mindestens einen ersten und einen zweiten Fluiddurchlass aufweist; einen Ventilsitz, der innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist; eine Ventilscheibe, die mit dem Ventilsitz in Eingriff bringbar und davon lösbar vorgesehen ist; einen Ventilstößel, der die Ventilscheibe hält; eine Ventilfeder, die den Ventilstößel in einer Richtung energetisiert, entlang derer die Ventilscheibe mit dem Ventilsitz in Eingriff kommt; eine Antriebseinrichtung, die den Ventilstößel in einer Richtung bewegt, entlang derer die Ventilscheibe den Ventilsitz gegen eine energetisierende Kraft der Ventilfeder löst; einen ersten Federhalter, der auf dem Ventilstößel befestigt ist und ein Ende der Ventilfeder hält; und einen zweiten Federhalter, der innerhalb des Gehäuses befestigt ist und das andere Ende der Ventilfeder hält.

Durch diese Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, die sich von dem herkömmlichen Durchfluss-Steuerungsventil unterscheidet, bei dem eine Ventilfeder direkt innerhalb eines Gehäuses befestigt ist, kann für die Strahlungswärme ein Abstand vom Gehäuse vergrößert werden und gleichzeitig kann auch die längere Strecke für die Wärmeleitung verlängert werden, da Wärme über den zweiten Federhalter geleitet wird. Daher wird die Wirkung vorgesehen, dass die Ventilfeder vor Schäden, die durch Wärme hervorgerufen werden, geschützt werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, um eine interne Struktur eines Durchfluss-Steuerungsventils gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zu zeigen.

Fig. 2 ist eine Explosions-Querschnittsansicht, um das Durchflusssteuerungsventil zu zeigen, das in Fig. 1 dargestellt ist.

Fig. 3 ist eine Bodenansicht, um eine Struktur des zweiten Federhalters des Durchfluss-Steuerungsventils zu zeigen, das in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, um eine interne Struktur des relevanten Bereichs eines Durchfluss- Steuerungsventils gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zu zeigen.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, um eine interne Struktur des relevanten Bereichs eines Durchfluss- Steuerungsventils gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zu zeigen.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht, um eine interne Struktur in der Nähe eines Durchfluss- Steuerungsventilbereichs zu zeigen, der für eine herkömmliche EGR Einrichtung verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im einzelnen unten beschrieben.

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, um eine interne Struktur des Durchfluss-Steuerungsventils gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zu zeigen. Fig. 2 ist eine Explosions- Querschnittsansicht, um das Durchfluss-Steuerungsventil, das in Fig. 1 dargestellt ist, zu zeigen. Fig. 3 ist eine Untersicht, um die Struktur eines zweiten Federhalters des Durchfluss-Steuerungsventils zu zeigen, das in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist. Ähnliche Elemente, die für Ausführungsform 1 verwendet werden, die gleich wie diejenigen sind, die für das Durchfluss-Steuerungsventil der herkömmlichen EGR Einrichtung verwendet werden, sind mit den gleichen Referenzsymbolen bezeichnet und weitere Erklärungen für diese Bereiche werden übergangen. Die zweiten Federhalter des in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigte Durchfluss- Steuerungsventils sind in einer Querschnittsansicht gezeigt, die entlang der Linie C-C aus Fig. 3 geschnitten wird.

Ein Merkmal der Ausführungsform 1 ist, dass das Durchfluss- Steuerungsventil einen zweiten Federhalter 20 umfasst, der innerhalb des Gehäuses 1 festgelegt ist und ein Ende der Ventilfeder 12 hält, die auf der Seite der Ventilscheibe 9 angebracht ist, neben dem Federhalter 11 (unten als erster Federhalter bezeichnet), der auf dem Ventilstößel 8 befestigt ist und das andere Ende der Ventilfeder 12 hält, die auf der Seite der Antriebseinrichtung 13 positioniert ist.

Der zweite Federhalter 20 ist ein im wesentlichen zylindrisches Element, das beispielsweise durch Napfziehen einer Scheibe aus einer rostfreien kreisförmigen Platte gefertigt wird, mit einer geringeren thermischen Leitfähigkeit als derjenigen des Gehäuses 1, das aus Gusseisen gefertigt ist, durch einen tiefen Napfziehvorgang, und der zweite Federhalter besteht im allgemeinen aus einem im wesentlichen kreisförmigen inneren Boden 20a, einem Strebenbereich 20b, der ein Körperbereich ist, der sich von einem Rand des Innenbodens 20a aus erstreckt und die Ventilfeder 12 umfasst, einem Durchgangsloch 20c, das in der Mitte des Innenbodens 20a geformt ist und einen größeren Innendurchmesser als den Außendurchmesser einer ringförmigen Umfangswand 6a aufweist, die das Durchgangsloch 6 des Gehäuses 1 bildet, einem Flanschbereich 20b, der sich radial und nach außen von einem oberen Teil des Strebenbereichs 20b erstreckt und einen im wesentlichen rechteckigen Außenbereich aufweist. In vorbestimmten Positionen des Flanschbereichs 20d sind mehrere Schraubenlöcher 20 vorgesehen, durch die Schrauben 14, die zum Befestigen der Antriebseinrichtung 13 an das Gehäuse 1 verwendet werden, eingeführt werden können.

Das Zusammenfügeverfahren wird als nächstes unten beschrieben.

Als erstes wird der zweite Federhalter 20 innerhalb des Gehäuses 1 so platziert, dass die Umfangswand 6a, die innerhalb des Gehäuses 1 positioniert ist, in das Durchgangsloch 20c in einem Zustand eingeführt wird, dass sie das Durchgangsloch nicht kontaktiert. Nachfolgend, nachdem die Ventilfeder 12 auf dem Innenboden 20a des zweiten Federhalters 20 angebracht ist, wird der Ventilstößel 8 in das Durchgangsloch 6 des Gehäuses 1 eingeführt, in das das Lager 7 eingeführt worden ist. Dann wird der erste Federhalter 11 auf einem konkaven Bereich 8a des Ventilstößels 8 unter Zwischenschalten einer Buchse 10 befestigt. Nach dem Befestigen der Ventilscheibe 9 an einem Ende des Ventilstößels 8 in einem Zustand, in dem die Ventilfeder 12 durch den ersten Federhalter 11 komprimiert wird und wenn der komprimierte Zustand freigegeben wird, kommt ferner die Ventilscheibe 9 in Eingriff mit dem Ventilsitz 4 (in einem Ventilschließzustand). Danach wird die Antriebseinrichtung 13 auf dem oberen Bereich des Gehäuses 1 unter Zwischenschalten des Flanschbereichs 20d des zweiten Federhalters 20, der dazwischen eingeklemmt ist, platziert. Die Schraubenlöcher 21, die auf dem Flanschbereich 20d des zweiten Federhalters 20 vorgesehen sind, werden in Übereisntimmung mit den Schraubenlöchern 1a des Gehäuses 1 und den Schalterlöchern (nicht gezeigt) der Antriebseinrichtung 13 platziert, und dann werden das Gehäuse, der zweite Federhalter (die Flanschbereiche) und die Antriebseinrichtung miteinander durch Schrauben 14 befestigt. Somit ist die Montage fertig.

Aufgrund der Dimensionsfehler der jeweiligen Komponenten, die in Fig. 2 dargestellt sind, können Variationen des Abstands t1 zwischen einem oberen Ende des Gehäuses 1 und einem oberen Ende des Ventilstößels 8 und auch des Abstands t2 zwischen einem Bodenende der Antriebseinrichtung 13 und einem Bodenende der Antriebswelle 13a auftreten. Um diese Probleme zu justieren, wird bei der Technologie des Stands der Technik beim Zusammenfügen der Komponenten der Abstandshalter 15 mit einer vorbestimmten Dicke zwischen das Gehäuse 1 und die Antriebseinrichtung 13 wie es in Fig. 6 gezeigt ist, platziert, um dadurch die Dimensionsfehler zu berichtigen. Bei dieser Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Flanschbereich 20d des zweiten Federhalters 20 als eine Variationsberichtigungs-Einrichtung anstatt des oben beschriebenen Abstandshalters 15 zu verwenden. Dabei werden die oben beschriebenen Abstände t1 und t2 durch ein empfindliches Potentiometer gemessen und der zweite Federhalter 20 mit Flanschbereichen 20d einer Dicke entsprechend T = t2 - t1 (der Wert, der durch Berechtigung aus den gemessenen t1 und t2 erhalten wird) verwendet. Somit . werden das obere Ende des Ventilstößels 8 und das Bodenende der Antriebswelle 13a der Antriebseinrichtung 13 richtig in Eingriff gebracht. Somit kann eine Auswahl und die Verwendung des zweiten Federhalters 20 mit im voraus hergerichteten verschiedenen Dicken die Dimensionsfehler absorbieren, die durch die jeweiligen Teile hervorgerufen werden und die Notwendigkeit des zusätzlichen Vorsehens des Abstandshalters eliminieren. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Flanschbereich 20d des zweiten Federhalters 20 zusammen mit dem oben beschriebenen Abstandshalter 15 gleichzeitig zu verwenden.

Die Arbeitsweise wird als nächstes unten beschrieben.

In dem Ventilschließzustand ist die Ventilscheibe 9 in der durch den Pfeil B bezeichneten Richtung mit der energetisierenden Kraft der Ventilfeder 12 energetisiert, so dass sie dadurch in Eingriff mit dem Ventilsitz kommt (in dem Ventilschließzustand), da die Antriebswelle 13a der Antriebseinrichtung 13 sich in der durch den Pfeil B bezeichneten Richtung zurückzieht und den Ventilstößel 8 nicht in der mit dem Pfeil A bezeichneten Richtung schiebt. Daher ist der erste Fluiddurchlass 2 vom zweiten Fluiddurchlass 3 getrennt. Nachfolgend, wenn das Ventil geöffnet wird, wird die Antriebseinrichtung 13 angetrieben, um die Antriebswelle 13a in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung voranzutreiben, und dadurch wird der Ventilstößel 8 vorangetrieben, um die Ventilscheibe 9 vom Ventilsitz 4 zu lösen (im Ventilöffnungszustand). Da in diesem Ventilöffnungszustand der erste Fluiddurchlass 2 mit dem zweiten Fluiddurchlass 3 verbunden ist, strömt das Hochtemperaturabgas vom ersten Fluiddurchlass 2 zum zweiten Fluiddurchlass 3 und dadurch wird das Gehäuse 1, innerhalb dessen der zweite Fluiddurchlass 3 vorgesehen ist, bis zu etwa 350°C erwärmt.

Bei Ausführungsform 1 unterscheidet sich jedoch das Durchfluss-Steuerungsventil vom herkömmlichen hinsichtlich der Struktur, d. h., da die Ventilfeder 12 nicht direkt in Kontakt mit dem Gehäuse 1 ist und die Ventilfeder 12 von dem Gehäuse 1 durch das Zwischenschalten des zweiten Federhalters 20 getrennt ist, wird kaum Wärme an die Ventilfeder 12 von der Seite des Gehäuses 1 übertragen. Dies liegt darin, dass in bezug auf die Strahlungswärme von der Seite des Gehäuses 1 im Vergleich zum Fall der herkömmlichen Struktur ein Abstand vergrößert ist und in bezug auf die konduktive Wärme von der Seite des Gehäuses 1 der Abstand für die Wärmeleitung erhöht ist, dadurch, dass die Wärme von dem Strebenbereich 5 des Gehäuses 1 zur Ventilfeder 12 über den Flanschbereich 20d, den Strebenbereich 20b und den internen Boden 20a des zweiten Federhalters 20 geleitet wird. Da die Ventilfeder 12 weniger der hohen Temperatur als im Vergleich zur herkömmlichen EGR Einrichtung ausgesetzt ist, können daher Schäden, wie ein Brechen der Ventilfeder 12 und die Verschlechterung der energetisierenden Kraft verhindert werden und gleichzeitig kann die Emission von abnormalen Geräuschen, die durch eine ungeordnete Wiederholung des Eingriffs und des Lösens zwischen der Ventilscheibe 9 und dem Ventilsitz 4 hervorgerufen werden, passend verhindert werden. Da sich ferner die Federcharakteristik der Ventilfeder 12 nicht verschlechtert, kann durch das zuverlässige Öffnen und Schließen der Ventilschließzustand sicher beibehalten werden und gleichzeitig die Durchflussmenge des Fluids genau gesteuert werden.

Wie es oben in bezug auf Ausführungsform 1 beschrieben wurde, kann der Abstand vom Gehäuse 1 für die Strahlungswärme vergrößert werden und gleichzeitig der Abstand für die Wärmeleitung ebenfalls vergrößert werden, weil die Wärme durch den zweiten Federhalter 20 geführt wird, da die Ventilfeder 12 innerhalb des Gehäuses 1 durch das Zwischenschalten des zweiten Federhalters 20 befestigt ist, anders als beim herkömmlichen Fall, bei dem die Ventilfeder 12 direkt innerhalb des Gehäuses 1 befestigt ist. Als Folge besteht die Wirkung, dass die Ventilfeder vor schädlichen Effekten geschützt werden kann, die durch Wärme hervorgerufen werden.

Da bei Ausführungsform 1 der zweite Federhalter 20 aus rostfreiem Stahl gefertigt ist, der eine geringere thermische Leitfähigkeit als diejenige des Gehäuses 1 aufweist, ist es möglich, die Wärmeleitung vom Gehäuse 1, das durch das Hochtemperaturabgas erwärmt ist, zur Ventilfeder 12 zu verringern. Als Folge besteht die Wirkung, dass die Ventilfeder 12 vor den schädlichen Wirkungen, die durch die Wärme hervorgerufen werden, geschützt werden kann.

Bei Ausführungsform 1 besteht die Wirkung, da der zweite Federhalter 20 so angeordnet ist, dass er den Flanschbereich 20d umfasst, der eine Funktion des Abstandshalters 15 aufweist, und als Variationsberichtigungseinrichtung für einen Überbrückungsabstand dient, dass die Verwendung des speziellen Abstandshalters 15 entfallen kann oder nicht unbedingt nötig ist.

Da das Durchfluss-Steuerungsventil bei Ausführungsform 1 so angeordnet ist, dass die Ventilfeder 12 mit dem Strebenbereich 20b des zweiten Federhalters 20 umgeben ist, kann die Ventilfeder 12 vor Fremdkörpern geschützt werden. Dadurch besteht die Wirkung, dass der Expansions- und Kontraktionshub der Ventilfeder 12 nicht fluktuiert; der Ventilschließzustand wird zuverlässig aufrecht erhalten; und gleichzeitig kann die Durchflussmenge des Fluids genau durch das zuverlässige Öffnen und Schließen gesteuert werden.

An dieser Stelle ist bei Ausführungsform 1 das Durchflussmengen-Steuerungsventil so angeordnet, dass das Ende der Ventilfeder 12, das auf der Seite der Antriebseinrichtung 13 positioniert ist, durch den ersten Federhalter 11 gehalten wird, und das Ende der Ventilfeder 12, das auf der Seite der Ventilscheibe 9 positioniert ist, durch den zweiten Federhalter 20 gehalten wird. Es kann jedoch auch der gleiche Effekt erzielt werden, wenn das Durchflussmengen-Steuerungsventil so angeordnet ist, dass das Ende der Ventilfeder 12, das auf der Seite der Antriebseinrichtung 13 positioniert ist, durch den zweiten Federhalter 20 gehalten wird, und das Ende der Ventilfeder 12, das auf der Seite der Ventilscheibe 9 positioniert ist, durch den ersten Federhalter 1 gehalten wird.

Ausführungsform 2

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, um eine interne Struktur des relevanten Bereichs eines Durchflussmengen- Steuerungsventils gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darzustellen. Ähnliche Elemente, die für Ausführungsform 2 verwendet werden, die denjenigen gleich sind, die bei dem Durchfluss-Steuerungsventil der herkömmlichen EGR Einrichtung und bei Ausführungsform 1 verwendet werden, sind mit der gleichen Referenzziffer bezeichnet und diese Bereiche werden nicht nochmals erklärt.

Ein Merkmal der Ausführungsform 2 ist, dass zusätzlich zur Struktur von Ausführungsform 1 ein Durchgangsloch 22 innerhalb des Strebenbereichs 5 des Gehäuses 1 vorgesehen ist. Das Durchgangsloch 22 wird verwendet, um den zweiten Federhalter 20 von der Außenseite zu belüften, um dadurch den zweiten Federhalter 20 und die Ventilfeder 12 zu kühlen. Wenn das Durchflussmengen-Steuerungsventil gemäß Ausführungsform 2 ferner innerhalb des Verbrennungsmotors oder ähnlichem angeordnet ist, wenn eine Richtung, die durch den Pfeil D in Fig. 4 bezeichnet ist, als vertikale Richtung angesehen wird, dient das Durchgangsloch 22 auch als Abfluss zum effektiven Abführen von Tropfen nach außen, wie Wassertropfen, die Schwefelsäure enthalten, die gebildet werden, wenn das Hochtemperaturabgas gekühlt wird und auf der Außenfläche des zweiten Federhalters 20 kondensiert, und die die Antriebseinrichtung 13 schädlich beeinflussen. Zusätzlich ist das Durchgangsloch 22 nur in einem Bereich geformt, der in Richtung auf den zweiten Federhalter 20 gerichtet ist. Daher ist die Ventilfeder 12 nicht durch das Durchgangsloch 22 zur Außenseite freigelegt. Entsprechend ist die Funktion des zweiten Federhalters 20, wie die Funktion des Verhinderns, dass Fremdkörper auf die Ventilfeder 12 gelangen, nicht beeinträchtigt und ann aufrecht erhalten werden.

Die Arbeitsweise wird als nächstes unten beschrieben.

Da sich die Antriebswelle 13a der Antriebseinrichtung 13 in der durch den Pfeil B bezeichneten Richtung zurückzieht und den Ventilstößel 8 nicht in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung treibt, ist im Ventilschließzustand die Ventilscheibe 9 in der durch den Pfeil B bezeichneten Richtung durch die energetisierende Kraft der Ventilfeder 12 energetisiert, um dadurch mit dem Ventilsitz 4 in Eingriff zu kommen (im Ventilschließzustand).

Daher ist der erste Fluiddurchlass 2 vom zweiten Fluiddurchlass 3 getrennt. Wenn nachfolgend das Ventil geöffnet wird, wird die Antriebseinrichtung 13 angetrieben, um die Antriebswelle 13a in der Richtung, die durch den Pfeil 13a bezeichnet ist, voranzutreiben, und dadurch wird der Ventilstößel 8 vorangetrieben, um die Ventilscheibe 9 vom Ventilsitz 4 zu lösen (im Ventilöffnungszustand). In diesem Ventilöffnungszustand strömt das Hochtemperaturabgas, da der erste Fluiddurchlass 2 mit dem zweiten Fluiddurchlass 3 verbunden ist, zum zweiten Fluiddurchlass 3 und dadurch wird das Gehäuse 1, innerhalb dessen der zweite Fluiddurchlass 3 vorgesehen ist, bis zu etwa 350°C erwärmt.

Die Strahlungswärme vom Gehäuse 1 wird aus der Nähe der umgebenden Wand 6a in Richtung auf den Innenboden 20a des zweiten Federhalters 20 übertragen. Die Leitungswärme wird über den Strebenbereich 5 des Gehäuses 1 und den Flanschbereich 20d des zweiten Federhalters 20 übertragen. Da der Weg der Wärmeleitung im Vergleich zum Fall der herkömmlichen Struktur jedoch verlängert ist, wird ein Temperaturanstieg in der Ventilfeder 20 unterdrückt. Zusätzlich wird die Ventilfeder 12 durch die Zwischenschaltung des zweiten Federhalters 20 durch die Luft gekühlt, die in den Strebenbereich 5 des Gehäuses 1 durch das Durchgangsloch 22 strömt, das in Richtung auf den zweiten Federhalter 20 geöffnet ist.

Wie es oben in Verbindung mit Ausführungsform 2 beschrieben wurde, kann, da das Durchflussmengen-Steuerungsventil so angeordnet ist, dass das Durchgangsloch 22 in dem Strebenbereich 5 des Gehäuses 1 vorgesehen ist, zusätzlich zur bei Ausführungsform 1 erzielten Wirkung das Durchflussmengen-Steuerungsventil effektiv die Tropfen abführen, die außenseitig auf der Außenfläche des zweiten Federhalters 20 kondensieren. Entsprechend ist die Wirkung vorhanden, dass die Ventilfeder 12 und die Antriebseinrichtung 13 zuverlässig vor Schäden geschützt werden können, die durch Tropfen hervorgerufen werden, wie Wasser, das Schwefelsäure oder ähnliches enthält.

Ausführungsform 3

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, um eine interne Struktur des relevanten Bereichs eines Durchflussmengen- Steuerungsventils gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zu zeigen. Ähnliche Elemente, die für Ausführungsform 3 verwendet werden, die denjenigen gleich sind, die bei dem Durchflussmengen-Steuerungsventil der herkömmlichen EGR Einrichtung und für Ausführungsform 1 verwendet werden, sind mit den gleichen Referenzsymbolen bezeichnet und weitere Erklärungen dieser Bereiche werden übergangen.

Ein Merkmal von Ausführungsform 3 ist, dass das Durchflussmengen-Steuerungsventil so angeordnet ist, dass ein gestufter Bereich 1b, der sich in der Umfangsrichtung auf der Innenwand des Strebenbereichs 5 des Gehäuses 1 erstreckt, vorgesehen ist; ein Flanschbereich 20e eines zweiten Federhalters 20, der einen verkürzten Strebenbereich 20b aufweist, in diesem gestuften Bereich 1b eingepasst ist; und ein Durchgangsloch 22 auf einer Seite vorgesehen ist, zu der der Ventilsitz 4 in bezug auf den gestuften Bereich 1b in dem Strebenbereich 5 des Gehäuses 1 gehört, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn sich auch der Flanschbereich 20e radial und nach außen vom oberen Endteil des Strebenbereichs 20b ähnlich wie der Flanschbereich 20d von Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 erstreckt, ist der Umfangsbereich des Flanschbereichs 20e in einer im wesentlichen kreisförmigen Gestalt gebildet, um zum Stufenbereich 1b des Gehäuses 1 zu passen, anders als die Flanschbereiche 20d, die bei Ausführungsform 1 und 2 verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform 3 ist das Durchgangsloch 22, um zum kleinen zweiten Federhalter 20 zu passen, so gestaltet, dass ein offenes Gebiet kleiner als dasjenige des Durchgangslochs ist, das bei Ausführungsform 2 verwendet wird. Das heißt, bei dieser Ausführungsform 3 hat der zweite Federhalter 20 nicht die Funktion der Variationsberichtigung des Abstands, die die zweiten Federhalter 20 in Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 haben, sondern der zweite Federhalter 20 hat nur die Funktion, die Ventilfeder 12 vor Schäden zu schützen, die durch Wärme und Fremdkörper hervorgerufen werden.

Die Arbeitsweise wird als nächstes unten beschrieben.

Da die Antriebswelle 13a der Antriebseinrichtung 13 sich in der durch Pfeil B bezeichneten Richtung zurückzieht und den Ventilstößel 8 nicht in der Richtung, die durch Pfeil A bezeichnet ist, vorantreibt, wird im Ventilschließzustand die Ventilscheibe 9 in der durch den Pfeil B bezeichneten Richtung durch die energetisierende Kraft der Ventilfeder 12 energetisiert, so dass sie dadurch in Eingriff mit dem Ventilscheibe 4 ist (im Ventilschließzustand). Daher ist der erste Fluiddurchlass 2 vom zweiten Fluiddurchlass 3 getrennt. Nachfolend, wenn das Ventil geöffnet wird, wird die Antriebseinrichtung 13 betrieben, um die Antriebswelle 13a in der Richtung anzutreiben, die durch den Pfeil A gezeigt ist, und dadurch wird der Ventilstößel 8 vorangetrieben, um die Ventilscheibe 9 vom Ventilsitz 9 zu lösen (im Ventilöffnungszustand). In diesem Ventilöffnungszustand strömt, da der erste Fluiddurchlass 2 mit dem zweiten Fluiddurchlass 3 verbunden ist, das Hochtemperaturabgas vom ersten Fluiddurchlass 2 zum zweiten Fluiddurchlass 3 und dadurch wird das Gehäuse 1, innerhalb dessen der zweite Fluiddurchlass 3 vorgesehen ist, bis zu etwa 350°C erwärmt.

Die Strahlungswärme vom Gehäuse 1 wird von der Nähe der Umfangswand 6a in Richtung auf den internen Boden 20a des zweiten Federhalters 20 übertragen. Die Wärmeleitung erfolgt über den Strebenbereich 5 des Gehäuses 2, den Stufenbereich 1b des Strebenbereichs und den Flanschbereich 20e des zweiten Federhalters 20. Da jedoch der Wärmeleitungsweg im Vergleich zu dem der herkömmlichen Struktur verlängert ist, wird ein Temperaturanstieg in der Ventilfeder 12 verhindert.

Zusätzlich wird die Ventilfeder 12 durch das Zwischenschalten des zweiten Federhalters 20 durch die Luft gekühlt, die in dem Strebenbereich 5 des Gehäuses 1 durch das Durchgangsloch 22 strömt, das so geöffnet ist, dass es in Richtung auf den zweiten Federhalter 20 gerichtet ist.

Wie es oben beschrieben ist, kann gemäß Ausführungsform 3 selbst der kleine zweite Federhalter 20 die Ventilfeder 12 vor einem Schaden, der durch Wärme hervorgerufen wird, schützen, da das Durchflussmengen-Steuerungsventil so angeordnet ist, dass der gestufte Bereich 1b, der den Flanschbereich 20e des kleinen zweiten Federhalters 20 mit dem verkürzten Strebenbereich 20b hält, innerhalb des Gehäuses 1 vorgesehen ist. Da das Durchflussmengen- Steuerungsventil so angeordnet ist, dass das Durchgangsloch 22 in dem Strebenbereich 5 des Gehäuses 1 auf einer Seite vorgesehen ist, zu der der Ventilsitz 4 in bezug auf den Stufenbereich 1b gehört, besteht zusätzlich die Wirkung dass die Ventilfeder 12 vor Fremdkörpern geschützt werden kann.

Da bei dieser Ausführungsform 3 der zweite Federhalter 20 mit einer einfacheren Gestalt als derjenigen Federhalter geformt ist, der bei Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 verwendet wird, ist die Wirkung vorhanden, dass größere Kostenverringerungen im Vergleich zum Fall von Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 erreicht werden können, da das Durchflussmengen-Steuerungsventil keinen Kostenanstieg hervorruft, der durch einen tiefen Napfziehvorgang hervorgerufen wird.

Da der Wärmeleitungsweg kürzer bei Ausführungsform 3 als der Weg bei Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 ist, ist es bevorzugt, Ausführungsform 3 auf eine Ventilfeder 12 anzuwenden, die ausreichend Wärmewiderstandskapazität aufweist.

Claims

1. Durchflussmengen-Steuerungsventil, umfassend:
ein Gehäuse (1), das intern mindestens einen ersten Fluiddurchlass (2) und einen zweiten Fluiddurchlass (3) aufweist;
einen Ventilsitz (4), der innerhalb des Gehäuses (1) vorgesehen ist;
eine Ventilscheibe (9), die mit dem Ventilsitz (4) in Eingriff bringbar und davon lösbar vorgesehen ist;
einen Ventilstößel (8), der die Ventilscheibe (9) hält;
eine Ventilfeder (12), die den Ventilstößel in einer Richtung energetisiert, entlang derer die Ventilscheibe (9) mit dem Ventilsitz (4) in Eingriff kommt;
eine Antriebseinrichtung (13), die den Ventilstößel (8) in einer Richtung bewegt, entlang derer die Ventilscheibe (9) den Ventilsitz (4) gegen eine energetisierende Kraft der Ventilfeder (12) außer Eingriff bringt;
einen ersten Federhalter (11), der auf dem Ventilstößel (8) befestigt ist und ein Ende der Ventilfeder (12) hält; und
einen zweiten Federhalter (20), der innerhalb des Gehäuses (1) befestigt ist und das andere Ende der Ventilfeder (12) hält.

2. Durchflussmengen-Steuerungsventil nach Anspruch 1, wobei der zweite Federhalter (20) aus einem Material gefertigt ist, das eine niedrigere thermische Leitfähigkeit aufweist als das Material, das das Gehäuse (1) bildet.

3. Durchflussmengen-Steuerungsventil nach Anspruch 2, wobei der zweite Federhalter (20) einen Flanschbereich (20d) aufweist, der zwischen dem Gehäuse (1) und der Antriebseinrichtung (13) geklemmt ist.

4. Durchflussmengen-Steuerungsventil nach Anspruch 3, wobei der zweite Federhalter (20) einen Strebenbereich (20b) hat, der die Ventilfeder umgibt.

5. Durchflussmengen-Steuerungsventil nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse (1) einen Strebenbereich (5) umfasst, der ein Durchgangsloch (6) aufweist, das den zweiten Federhalter (20) mit Umgebungsluft verbindet.

6. Durchflussmengen-Steuerungsventil nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (1) einen Strebenbereich (5) umfasst, der intern einen gestuften Bereich (1b) aufweist, um den Flanschbereich (20e) des zweiten Federhalters (20) zu halten, und der Strebenbereich (5) des Gehäuses (1) ein Durchgangsloch (22) aufweist, das den zweiten Federhalter (20) mit Umgebungsluft verbindet, in einer Position auf einer Seite, zu der der Ventilsitz (4) in bezug auf den Stufenbereich (1b) gehört.