DE19500565B4 - valve assembly - Google Patents

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Abstract

Ventilanordnung zum Mischen von Fluiden, mit einem einen Einlass für ein erstes Fluid verschließenden innerhalb einer Führung für ein zweites Fluid angeordneten Ventilsitz, einer mit einem Unterdruck beaufschlagbaren Betätigungseinrichtung für den Ventilsitz und einem Schaltmittel für die Betätigungseinrichtung, wobei das Schaltmittel und die Betätigungseinrichtung eine Montageeinheit bilden und in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (76) einen ersten Gehäusebereich (78) zur Aufnahme der Betätigungseinrichtung (26) und einen zweiten Gehäusebereich (80) zur Aufnahme des Schaltmittels (22) aufweist, dass die beiden Gehäusebereiche (78, 80) nebeneinanderliegend angeordnet sind, dass der erste Gehäusebereich (78) mit einem Membrandeckel (92) verschlossen ist, der mit einem Verbindungsstück (120) ausgeführt ist, dass dem zweiten Gehäusebereich (80) ein Anschlussstutzen (110) zugeordnet ist, der mit dem Verbindungsstück (120) kuppelbar ist, so dass das Verbindungsstück (120) und der Anschlussstutzen (110) eine Unterdruckverbindung (34) zwischen dem Schaltmittel (22) und der Betätigungseinrichtung (26) ausbilden.valve assembly for mixing fluids, with an inlet for a first Fluid occluding within a leadership for a second fluid arranged valve seat, one with a negative pressure acted upon actuation device for the Valve seat and a switching means for the actuator, wherein the Switching means and the actuating device form a mounting unit and arranged in a common housing are characterized in that the housing (76) has a first housing portion (78) for receiving the actuator (26) and a second housing area (80) for receiving the switching means (22), that the two housing areas (78, 80) are arranged side by side, that the first housing portion (78) is closed with a membrane lid (92), which with a joint (120) executed is that the second case area (80) is associated with a connecting piece (110) which is connected to the connecting piece (120) is detachable, so that the connecting piece (120) and the connecting piece (110) a vacuum connection (34) between the switching means (22) and the actuator (26) train.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, insbesondere für ein Abgasrückführungsventil für Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a valve arrangement, in particular for an exhaust gas recirculation valve for internal combustion engines, according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, die als Brennkraftmaschine einen Dieselmotor verwenden, Abgasrückführungsventile einzusetzen. Diese dienen dazu, der Ansaugluft der Brennkraftmaschine Abgas der Brennkraftmaschine zuzumischen, um so einen Sauerstoffanteil der Ansaugluft zu verringern. Durch eine Verringerung des Sauerstoffanteils in der Ansaugluft wird erreicht, dass bei dem in der Brennkraftmaschine stattfindenden Verbrennungsprozess das Entstehen von Stickoxiden minimiert werden kann.It is known in motor vehicles, in particular in motor vehicles, as a combustion engine using a diesel engine, exhaust gas recirculation valves use. These serve to the intake air of the internal combustion engine Add the exhaust gas of the internal combustion engine, so as to an oxygen content of the Reduce intake air. By reducing the oxygen content in the intake air is achieved in that in the internal combustion engine the incipient combustion process, the formation of nitrogen oxides can be minimized.

Die DE 7313731 U zeigt ein Abgasrückführungsventil mit einem an einem Ventilkörper angeflanschten Betätigungsorgan und mit einem eine Verbindung zum Saugrohr steuernden Magnetventil zum Betätigen des Betätigungsorgans.The DE 7313731 U shows an exhaust gas recirculation valve with a flanged to a valve body actuator and with a connection to the suction pipe controlling solenoid valve for actuating the actuator.

Die US 4,919,168 zeigt eine Ventilanordnung, bestehend aus einem Gehäuse, in dem ein einen Differenzdruck steuerndes, elektromagnetisch betätigbares Vorsteuerventil sowie ein durch den Differenzdruck betätigbares Hauptventil angeordnet sind, dessen Schließkörper eine wahlweise Verbindung zwischen einem Ausgangsanschluss und mindestens einem Eingangsanschluss ermöglicht.The US 4,919,168 shows a valve assembly consisting of a housing in which a differential pressure controlling, electromagnetically actuated pilot valve and a pressure actuated by the main valve are arranged, the closing body allows an optional connection between an output terminal and at least one input terminal.

Ein weiteres Abgasrückführungsventil ist beispielsweise aus der DE 42 27 739 A1 bekannt.Another exhaust gas recirculation valve is for example from the DE 42 27 739 A1 known.

Hierbei ist eine Einlaßöffnung für ein erstes Fluid, beispielsweise einem heißen Abgas, innerhalb einer Führung für ein zweites Fluid, beispielsweise Luft, angeordnet. Die Einlaßöffnung durchdringt hierbei eine Wandung der Führung für das zweite Fluid. Die Einlaßöffnung ist mittels eines Ventilsitzes verschließbar, der über eine Betätigungseinrichtung geöffnet beziehungsweise geschlossen werden kann. Bei Kraftfahrzeugen werden hierzu in der Regel mit einem Unterdruck beaufschlagbare Betätigungseinrichtungen eingesetzt. Diese weisen eine mit einem Unterdruck beaufschlagbare Membran auf, die mit einem den Ventilsitz schließenden beziehungsweise öffnenden Schließkörper gekoppelt ist. Je nach Öffnungsgrad und/oder Öffnungsdauer des Ventilsitzes erfolgt eine definierte Zumischung des Abgases zu der Frischluft. Die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung erfolgt über ein Schaltmittel, das eine Unterdruckquelle mit der Membran der Betätigungseinrichtung verbindet. Bekannt sind hierbei beispielsweise Magnetventile oder elektropneumatische Wandler.in this connection is an inlet port for a first fluid, for example, a hot one Exhaust, within a guide for a second fluid, for example air, arranged. The inlet opening penetrates Here is a wall of the leadership for the second fluid. The inlet port is closed by means of a valve seat, which via an actuating device open or can be closed. For motor vehicles this usually acted upon by a negative pressure actuators used. These have a pressurizable with a negative pressure Membrane, with a valve seat closing or opening Locking body coupled is. Depending on the degree of opening and / or opening duration the valve seat is a defined admixture of the exhaust gas to the fresh air. The control of the actuator via a Switching means comprising a vacuum source with the diaphragm of the actuator combines. For example, magnetic valves or are known electropneumatic converters.

Bei den bekannten Ventilanordnungen ist nachteilig, daß die Betätigungseinrichtung und die Schaltmittel relativ entfernt voneinander im Motorraum des Kraftfahrzeuges angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich ein relativ langer Schaltweg für den Unterdruck, so daß zwischen der Betätigung des Schaltmittels und dem Auslösen der Betätigungseinrichtung ein Zeitverzug und/oder ein Wirkungsgradverlust entsteht, der zu einer von der gewollten Vermischung des Abgases mit der Frischluft abweichenden Vermischung führt.at the known valve arrangements is disadvantageous in that the actuating device and the switching means relatively distant from each other in the engine compartment of the Motor vehicle are arranged. This results in a relative long switching path for the negative pressure, so that between the operation the switching means and the triggering the actuator a time delay and / or a loss of efficiency arises, the one of the intentional mixing of the exhaust gas with the fresh air deviating mixing leads.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße Ventilanordnung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß die Wirkungsgradverluste bei der Beaufschlagung der Betätigungseinrichtung mit dem Unterdruck soweit minimiert werden, daß eine Verzögerung zwischen der Auslösung des Schaltmittels und dem Öffnen beziehungsweise Schließen des Ventilsitzes vernachlässigbar klein ist. Dadurch, daß das Schaltmittel und die Betätigungseinrichtung eine Montageeinheit bilden, wird es möglich, diese unmittelbar miteinander zu koppeln, so daß ein Schaltweg zwischen dem Schaltmittel und der Betätigungseinrichtung auf das konstruktiv notwendige Mindestmaß beschränkt werden kann. Durch die Ausführung als eine gemeinsame Montageeinheit wird weiterhin eine Montageerleichterung der gesamten Ventilanordnung erreicht, da nunmehr eine getrennte Anordnung des Abgasrückführungsventils und des Schaltmittels entfällt, so daß in einem einzigen Montageschritt die gesamte kompakte Einheit montierbar ist.The Valve arrangement according to the invention with the features mentioned in claim 1 offers the other hand Advantage that the Efficiency losses in the application of the actuator be minimized so far with the negative pressure that a delay between the release of the Switching means and the opening or close of the valve seat negligible is small. Because that Switching means and the actuating device form a mounting unit, it becomes possible, this directly with each other to couple, so that a Switching path between the switching means and the actuator on the structurally necessary minimum size can be limited. By the execution as a common mounting unit is still a mounting relief of achieved entire valve assembly, since now a separate arrangement the exhaust gas recirculation valve and the switching means deleted, so that in a single assembly step, the entire compact unit mountable is.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilanordnung ist vorgesehen, daß das Schaltmittel und die Betätigungseinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, das vorzugsweise durch einen dichtschließenden Deckel verschließbar ist, in den gleichzeitig die Schaltverbindung zwischen dem Schaltmittel und der Betätigungseinrichtung integriert ist. Hierdurch wird es in einfacher Weise möglich, bei der Montage die Betätigungseinrichtung und das Schalt mittel in den dafür vorgesehenen Bereichen des Gehäuses einzusetzen und diese mittels des Deckels zu arretieren, wobei gleichzeitig die Verbindung zwischen dem Schaltmittel und der Betätigungseinrichtung zur Beaufschlagung mit dem Unterdruck realisiert wird. Somit wird ohne jeglichen großen Montageaufwand eine komplette Ventilanordnung erreicht, die mit wenigen Handgriffen vormontierbar ist, so daß bei dem Einbau der Ventilanordnung in einem Kraftfahrzeug keinerlei Verbindungsaufwand mehr anfällt. Hierdurch wird eine insbesondere kostengünstige Montage möglich. Weiterhin ist vorteilhaft, wenn das Gehäuse und der Deckel für die Betätigungseinrichtung und das Schaltmittel aus einem Kunststoffspritzteil besteht, so daß mittels bekannter Kunststoffspritztechniken eine massenhafte und damit preiswerte Fertigung der Gehäuseteile der Ventilanordnung möglich ist.In an advantageous embodiment of the valve arrangement is provided that the switching means and the actuating device are arranged in a common housing, which is preferably closed by a tight-closing lid, in which the switching connection between the switching means and the actuating device is integrated simultaneously. This makes it possible in a simple manner, in the assembly, the actuating device and the switching medium in the designated areas of the housing to use and lock it by means of the lid, wherein at the same time the connection between the switching means and the actuator is realized to act on the negative pressure , Thus, a complete valve assembly is achieved without any great installation effort, which can be pre-assembled with a few simple steps, so that when installing the valve assembly in a motor vehicle no additional connection costs incurred. As a result, a particularly cost-effective installation is possible. Furthermore, it is advantageous if the housing and the lid for the Actu supply device and the switching means consists of a plastic injection molded part, so that by means of known plastic injection techniques a mass and therefore inexpensive production of the housing parts of the valve assembly is possible.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the rest in the dependent claims mentioned features.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in an embodiment with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 schematisch eine Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine, die gleichzeitig den Stand der Technik widerspiegelt; 1 schematically an exhaust gas recirculation of an internal combustion engine, which simultaneously reflects the prior art;

2 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Ventilanordnung und 2 a sectional view through a valve assembly according to the invention and

3 eine Draufsicht auf die Ventilanordnung bei abgenommenem Deckel. 3 a plan view of the valve assembly with the cover removed.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

In der 1 ist das Prinzipschema einer Abgasrückführung gezeigt. Dieses Prinzipschema verdeutlicht gleichzeitig den kritisierten Stand der Technik. Hauptbestandteil der Abgasrückführung ist ein hier allgemein mit 10 bezeichnetes Abgasrückführungsventil. Weiterhin ist eine Zylinderkammer 12 einer Brennkraftmaschine dargestellt, die einerseits mit einem Ansaugkanal 14 und andererseits mit einem Abgaskanal 16 verbunden ist. Der Ansaugkanal 14 und der Abgaskanal 16 werden in allgemein bekannter Weise über Ventile 18 mit der Zylinderkammer 12 verbunden. Von dem Abgaskanal 16 führt ein Bypass 20 zu dem Ansaugkanal 14. In dem Bypass 20 ist das Abgasrückführungsventil 10 angeordnet, das somit eine Verbindung des Bypasses 20 zu dem Ansaugkanal 14 öffnen beziehungsweise schließen kann. Das Abgasrückführungsventil 10 wird über ein Schaltmittel 22 angesteuert, das eine Unterdruckquelle 24 mit einer Betätigungseinrichtung 26 des Abgasrückführungsventils 10 verbindet. Das Schaltmittel 22 wird von einem Steuergerät 28 angesteuert, das mit einer Einspritzpumpe 30 und einem Gaspedal 32 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs verbunden ist. Das Schaltmittel 22 ist über eine erste Unterdruckverbindung 34 mit der Betätigungseinrichtung 26 und einer zweiten Unterdruckverbindung 36 mit der Unterdruckquelle 24 verbunden. Das Schaltmittel 22 kann somit in Abhängigkeit eines von dem Steuergerät 28 bereitgestellten Steuersignals die Unterdruckquelle 24 auf die Betätigungseinrichtung 26 durchschalten, so daß die Betätigungseinrichtung 26 das Abgasrückführungsventil 10 öffnet beziehungsweise schließt.In the 1 is the schematic diagram of an exhaust gas recirculation shown. This schematic diagram simultaneously illustrates the criticized state of the art. The main component of exhaust gas recirculation is one here in general 10 designated exhaust gas recirculation valve. Furthermore, a cylinder chamber 12 an internal combustion engine shown, on the one hand with an intake 14 and on the other hand with an exhaust passage 16 connected is. The intake channel 14 and the exhaust duct 16 be in well known manner via valves 18 with the cylinder chamber 12 connected. From the exhaust duct 16 leads a bypass 20 to the intake passage 14 , In the bypass 20 is the exhaust gas recirculation valve 10 arranged, thus connecting the bypass 20 to the intake passage 14 can open or close. The exhaust gas recirculation valve 10 is via a switching means 22 controlled, which is a vacuum source 24 with an actuating device 26 the exhaust gas recirculation valve 10 combines. The switching means 22 is from a control unit 28 activated, with an injection pump 30 and an accelerator pedal 32 a motor vehicle, not shown, is connected. The switching means 22 is via a first vacuum connection 34 with the actuator 26 and a second vacuum connection 36 with the vacuum source 24 connected. The switching means 22 can thus in dependence on one of the control unit 28 provided control signal, the vacuum source 24 on the actuator 26 switch through, so that the actuator 26 the exhaust gas recirculation valve 10 opens or closes.

Während des Betriebes der Brennkraftmaschine wird über den Ansaugkanal 14 Frischluft angesaugt, in die Kraftstoff mittels der Einspritzpumpe 30 eingespritzt wird. Bei dem den Ansaugkanal 14 öffnenden Ventil 18 strömt das Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Zylinderkammern 12. Dort findet der allgemein bekannte Verbrennungsprozeß statt, indem das Kraftstoff-Luft-Gemisch mittels einer Zündquelle gezündet wird. Nach Abschluß des Verbrennungsprozesses wird über das dem Abgaskanal 16 zugeordnete Ventil 18 das Abgas in den Abgaskanal 16 ausgestoßen. Ein Teil des Abgases wird über den Bypass 20 auf das Abgasrückführungsventil 10 geleitet. In Abhängigkeit eines Motormanagements und eines Betriebszustandes des Kraftfahrzeuges, beispielsweise einer Motordrehzahl, einer Kühlmitteltemperatur, eines Ladedrucks usw., wird von dem Steuergerät 28 ein Schaltimpuls für das Schaltmittel 22 bereitgestellt, das somit die Betätigungseinrichtung 26 des Abgasrückführungsventils 10 betätigt. Bei geöffnetem Abgasrückführungsventil 10 wird eine Verbindung zwischen dem Bypass 20 und dem Ansaugkanal 14 hergestellt, so daß über den Bypass 20 ein Teilstrom des Abgases der Frischluft beigemischt werden kann.During operation of the internal combustion engine is via the intake passage 14 Fresh air sucked into the fuel by means of the injection pump 30 is injected. In which the intake duct 14 opening valve 18 the fuel-air mixture flows into the cylinder chambers 12 , There, the well-known combustion process takes place by the fuel-air mixture is ignited by means of an ignition source. After completion of the combustion process is over the the exhaust duct 16 associated valve 18 the exhaust gas in the exhaust duct 16 pushed out. Part of the exhaust gas is passing through the bypass 20 on the exhaust gas recirculation valve 10 directed. Depending on an engine management and an operating state of the motor vehicle, such as an engine speed, a coolant temperature, a boost pressure, etc., is of the control unit 28 a switching pulse for the switching means 22 provided, thus the actuator 26 the exhaust gas recirculation valve 10 actuated. With the exhaust gas recirculation valve open 10 will connect the bypass 20 and the intake channel 14 made so that over the bypass 20 a partial flow of the exhaust gas of the fresh air can be added.

Hierdurch kann beispielsweise der Sauerstoffanteil in der Frischluft verringert werden, so daß bei den in den Zylinderkammern 12 ablaufenden Verbrennungsprozessen eine geringere Menge an Stickoxiden entsteht. Um eine möglichst genaue Dosierung des der Frischluft zugemengten Abgases zu erreichen, muß zwischen dem von dem Steuergerät 28 bereitgestellten Steuerimpuls und dem Öffnen des Abgasrückführungsventils 10 mittels der Betätigungseinrichtung 26 ein möglichst zeitnaher Zusammenhang bestehen. Dieser wird im wesentlichen durch die Länge der ersten Unterdruckverbindung 34 bestimmt, die den über die zweite Unterdruckverbindung 36 an dem Schaltmittel 22 anliegenden Unterdruck auf die Betätigungseinrichtung 26 durchschaltet. Das Schaltmittel 22 kann hierbei beispielsweise ein Magnetventil oder ein elektropneumatischer Wandler sein, die in Abhängigkeit ihres Schaltzustandes die Unterdruckverbindungen 34 und 36 voneinander trennen beziehungsweise miteinander verbinden.As a result, for example, the proportion of oxygen in the fresh air can be reduced, so that in the cylinder chambers 12 running combustion processes a smaller amount of nitrogen oxides. In order to achieve the most accurate possible metered addition of the fresh air zugemengten exhaust gas, must between that of the control unit 28 provided control pulse and the opening of the exhaust gas recirculation valve 10 by means of the actuating device 26 a timely relationship exist. This is essentially due to the length of the first vacuum connection 34 determines that via the second vacuum connection 36 at the switching means 22 applied negative pressure on the actuator 26 turns on. The switching means 22 In this case, for example, it may be a solenoid valve or an electropneumatic converter, which, depending on their switching state, the vacuum connections 34 and 36 separate or connect with each other.

In der 2 ist eine allgemein mit 38 bezeichnete Ventilanordnung gemäß der Erfindung gezeigt. Die Ventilanordnung 38 weist einerseits das Abgasrückführungsventil 10 und andererseits das Schaltmittel 22 auf. Das Abgasrückführungsventil 10 weist eine Ventilhülse 40 auf, die einen Wandbereich 42 des Ansaugkanals 14 durchgreift. Der Wandbereich 42 kann hierbei unmittelbarer Bestandteil des Ansaugkanals 14 sein, kann jedoch auch als separate Hülse, das heißt als Ansaugkanalabschnitt 1, in einen Ansaugkanal 14 eingepaßt sein. In diesem Fall würden sich beidseitig des hier mit 44 bezeichneten Wandbereiches ein frischluftseitiger Bereich 46 und ein motorseitiger Bereich 48 des Ansaugkanals 14 anschließen.In the 2 is a common with 38 designated valve assembly according to the invention. The valve arrangement 38 on the one hand, the exhaust gas recirculation valve 10 and on the other hand, the switching means 22 on. The exhaust gas recirculation valve 10 has a valve sleeve 40 on that a wall area 42 of the intake duct 14 be upheld. The wall area 42 this can be an immediate part of intake duct 14 may, however, also as a separate sleeve, that is as Ansaugkanalabschnitt 1 into a suction channel 14 be fitted. In this case, both sides would be here with 44 designated wall area a fresh air side area 46 and an engine-side area 48 of the intake duct 14 connect.

Die Ventilhülse 40 besitzt einen durchmessergrößeren Führungsabschnitt 50, der durch einen Flansch 52 geführt ist. Der Flansch 52 besitzt hierzu eine Durchgangsöffnung 54, in die die Ventilhülse 40 mit ihrem Führungsabschnitt 50 eingepaßt ist. Der Flansch 52 seinerseits ist an einem Stutzen 56 befestigt, der dem Wandbereich 42 des Ansaugkanals 14 entspringt. Der Stutzen 56 besitzt eine Durchgangsöffnung 58, durch die die Ventilhülse 40 in den Abgaskanal 14 hineinragt. Ein Durchmesser der Durchgangsöffnung 58 ist hierbei größer gewählt als ein Durchmesser der Ventilhülse 40, so daß sich zwischen dem Stutzen 56 und der Ventilhülse 40 ein Ringraum 60 ergibt. Der Ringraum 60 steht mit einem Innenraum 62 des Ansaugkanals 14 in Verbindung. Die Ventilhülse 40 besitzt ein Luftführungselement 64, das sich zum frischluftseitigen Bereich 46 des Ansaugkanals 14 hin erstreckt. An der dem Ansaugkanal 14 abgewandten Seite 66 der Ventilhülse 40 ist der in 1 gezeigte Bypass 20 anschließbar.The valve sleeve 40 has a larger diameter guide section 50 by a flange 52 is guided. The flange 52 has for this purpose a passage opening 54 into which the valve sleeve 40 with her leadership section 50 is fitted. The flange 52 in turn is at a neck 56 attached to the wall area 42 of the intake duct 14 arises. The stub 56 has a passage opening 58 through which the valve sleeve 40 in the exhaust duct 14 protrudes. A diameter of the passage opening 58 is chosen larger than a diameter of the valve sleeve 40 so that between the neck 56 and the valve sleeve 40 an annulus 60 results. The annulus 60 stands with an interior 62 of the intake duct 14 in connection. The valve sleeve 40 has an air guide element 64 leading to the fresh air side area 46 of the intake duct 14 extends. At the intake port 14 opposite side 66 the valve sleeve 40 is the in 1 shown bypass 20 connected.

Der Ventilhülse 40 diametral gegenüberliegend ist an dem Ansaugkanal 14 die Betätigungseinrichtung 26 für das Abgasrückführungsventil 10 angeordnet. Die Betätigungseinrichtung 26 weist eine Ventilstange 68 auf, die eine Buchse 70 des Ansaugkanals 14 durchgreift. Die Buchse 70 besitzt einen beidseitig des Wandabschittes 44 auskragenden, hülsenförmigen Be reich 72 beziehungsweise 74. Der Bereich 74 ist einstückig mit einem Gehäuse 76 ausgebildet, das einen ersten Gehäusebereich 78 und einen zweiten Gehäusebereich 80 besitzt. Innerhalb des ersten Gehäusebereichs 76 ist ein mit der Ventilstange 68 fest verbundener Membranteller 82 angeordnet, der eine Membran 84 trägt. Die Membran 84 besitzt an ihrem Außenumfang einen Dichtungsabschnitt 86, der in eine Ausnehmung 88 des Gehäusebereiches 78 eingreift. Der Membranteller 82 stützt sich gegen die Kraft eines elastischen Federelementes 90 an einem Membrandeckel 92 ab. Der Membrandeckel 92 bildet hierzu einen Dom 94 aus, an dessen Grund 96 ein Führungsabschnitt 98 für das Federelement 90 vorgesehen ist. Der Membranteller 82 seinerseits besitzt einen Ringkragen 100, der das Federelement 90 fixiert. Der Membrandeckel 92 ist auf das Gehäuse 76 aufrastbar, wobei eine umlaufende Rastnase 102 gleichzeitig gegen den Dichtungsabschnitt 86 der Membran 84 drückt und diese somit in der Ausnehmung 88 fixiert. An seiner dem Membranteller 82 gegenüberliegenden Seite trägt die Ventilstange 68 einen Ventilring 104, der mit der Ventilhülse 40 einen Ventilsitz 106 ausbildet.The valve sleeve 40 diametrically opposite is at the intake 14 the actuating device 26 for the exhaust gas recirculation valve 10 arranged. The actuating device 26 has a valve stem 68 on, which is a jack 70 of the intake duct 14 be upheld. The socket 70 has one on both sides of the Wandabschittes 44 cantilevered, sleeve-shaped Be rich 72 respectively 74 , The area 74 is integral with a housing 76 formed, which has a first housing portion 78 and a second housing portion 80 has. Within the first housing area 76 is one with the valve stem 68 firmly connected diaphragm plate 82 arranged, which is a membrane 84 wearing. The membrane 84 has on its outer periphery a sealing portion 86 which is in a recess 88 of the housing area 78 intervenes. The diaphragm plate 82 supports against the force of an elastic spring element 90 on a membrane lid 92 from. The membrane lid 92 forms a dome for this purpose 94 out, at the bottom of it 96 a guide section 98 for the spring element 90 is provided. The diaphragm plate 82 in turn has a ring collar 100 that is the spring element 90 fixed. The membrane lid 92 is on the case 76 latched, with a circumferential latch 102 at the same time against the sealing portion 86 the membrane 84 press and thus this in the recess 88 fixed. At his the diaphragm plate 82 opposite side carries the valve stem 68 a valve ring 104 that with the valve sleeve 40 a valve seat 106 formed.

In dem Gehäusebereich 80 des Gehäuses 76 ist das Schaltmittel 22 angeordnet, das beispielsweise ein Magnetventil oder ein elektropneumatischer Wandler sein kann. Das Schaltmittel 22 besitzt einen Anschlußstutzen 108, an den die in 1 gezeigte zweite Unterdruckverbindung 36 anschließbar ist. Weiterhin besitzt das Schaltmittel 22 einen zweiten Anschlußstutzen 110, der von einem Rüssel 112 des Membrandeckels 92 übergriffen wird. Der Rüssel 112 besitzt hierzu ein Kupplungsteil 113, das den Anschlußstutzen 110 umgreifen kann. Der Rüssel 112 besitzt ferner eine Durchgangsöffnung 114, die einen Innenraum 116 der Betätigungseinrichtung 26 mit dem Anschlußstutzen 110 verbindet. Die Durchgangsöffnung 114 kann hierbei durch zueinander versetzt angeordnete Bohrungen, Einstiche oder dergleichen gebildet sein. Die Durchgangsöffnung 114 kann Abschnitte 120 mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen. Der Rüssel 112 ist mit dem Membrandeckel 92 einstückig ausgebildet, wobei diese vorzugsweise aus einem Kunststoffspritzteil bestehen, so daß die Durchgangsöffnung 114 während des Spritzvorgangs vorgesehen werden kann. Die Durchgangsöffnung 114 bildet die in 1 dargestellte erste Unterdruckverbindung 34. Zwischen dem Rüssel 112 und dem Anschlußstutzen 110 ist ein Dichtelement 116', beispielsweise ein O-Ring, vorgesehen. Das Schaltmittel 22 besitzt ferner einen Anschlußbereich 118, über den dieses mit dem Steuergerät 28 kontaktiert werden kann.In the housing area 80 of the housing 76 is the switching means 22 arranged, which may be for example a solenoid valve or an electro-pneumatic converter. The switching means 22 has a connecting piece 108 to which the in 1 shown second vacuum connection 36 is connectable. Furthermore, the switching means has 22 a second connecting piece 110 that of a trunk 112 of the membrane lid 92 is overruled. The trunk 112 has a coupling part for this purpose 113 that the connecting piece 110 can embrace. The trunk 112 also has a passage opening 114 that have an interior 116 the actuator 26 with the connecting piece 110 combines. The passage opening 114 can be formed by staggered holes, punctures or the like. The passage opening 114 can sections 120 having different diameters. The trunk 112 is with the membrane lid 92 formed integrally, which preferably consist of a plastic injection molded part, so that the passage opening 114 can be provided during the injection process. The passage opening 114 forms the in 1 shown first vacuum connection 34 , Between the trunk 112 and the connecting piece 110 is a sealing element 116 ' , For example, an O-ring provided. The switching means 22 also has a connection area 118 about this with the controller 28 can be contacted.

Die in 2 gezeigte Ventilanordnung 38 übt folgende Funktion aus:
Beim Betrieb der nicht dargestellten Brennkraftmaschine wird der Ansaugkanal 14 ständig von Frischluft durchspült. Gleichzeitig wird die Ventilhülse 40 über den Bypass 20 mit dem Abgas der Brennkraftmaschine beaufschlagt. Das Abgas besitzt hierbei beispielsweise eine Temperatur von ca. 400 °C, während die den Ansaugkanal 14 passierende Frischluft annähernd Umge bungstemperatur aufweist. Im Ausgangszustand der Ventilanordnung 38 ist der Ventilsitz 106 geschlossen, das heißt, der Ventilring 104 wird über die Ventilstange 68 und den Membranteller 82 mittels der Kraft des Federelementes 90 gegen die Öffnung der Ventilhülse 40 gedrückt, so daß ein Austritt des Abgases in den Ansaugkanal 14 nicht möglich ist. Die den Ansaugkanal 14 passierende Frischluft umspült die Ventilhülse 40, wobei mittels des Luftführungselementes 64 ein Teil der Frischluft in den Ringraum 60 geleitet wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Ventilhülse 40 in ihrem unmittelbar an dem Wandbereich 42 des Abgaskanals 14 liegenden Bereichs gekühlt wird, so daß der Ansaugkanal 14 aus einem weniger wärmebeständigen Material, beispielsweise Kunststoff, bestehen kann, ohne daß dieser mit dem heißen Abgas unmittelbar in Kontakt kommt.
In the 2 shown valve assembly 38 performs the following function:
During operation of the internal combustion engine, not shown, the intake passage 14 constantly flushed with fresh air. At the same time the valve sleeve 40 over the bypass 20 acted upon by the exhaust gas of the internal combustion engine. The exhaust gas in this case, for example, has a temperature of about 400 ° C, while the intake passage 14 passing fresh air has approximately ambient temperature. In the initial state of the valve assembly 38 is the valve seat 106 closed, that is, the valve ring 104 is over the valve stem 68 and the diaphragm plate 82 by means of the force of the spring element 90 against the opening of the valve sleeve 40 pressed, so that an exit of the exhaust gas in the intake passage 14 not possible. The the intake channel 14 passing fresh air flows around the valve sleeve 40 , wherein by means of the air guide element 64 a part of the fresh air into the annulus 60 is directed. This ensures that the valve sleeve 40 in her directly on the wall area 42 the exhaust duct 14 lying region is cooled, so that the intake passage 14 may consist of a less heat-resistant material, such as plastic, without this coming into direct contact with the hot exhaust gas.

Über den Anschlußstutzen 108 liegt ständig ein von der Unterdruckquelle 24 (1) bereitgestellter Unterdruck an. Das Schaltmittel 22 befindet sich in einem geschlossenen Zustand, das heißt, der Anschlußstutzen 108 ist von dem Anschlußstutzen 106 getrennt, indem beispielsweise ein nicht dargestellter Schließkörper den Verbindungsweg zwischen den Anschlußstutzen 108 und 110 innerhalb des Schaltmittels 22 verschließt. Wird nunmehr über das Steuergerät 28 ein Steuersignal bereitgestellt, das eine bestimmte Menge Abgas zu der den Ansaugkanal 14 passierenden Frischluft zugemischt werden soll, wird über das Schaltmittel 22 der die Anschlußstutzen 108 und 110 voneinander trennende Schließkörper aus dem Verbindungs weg herausgeführt, so daß der über die zweite Unterdruckverbindung 36 anliegende Unterdruck auf den Innenraum 116 des Betätigungsmittels 26 durchgeschaltet wird. Infolge des extrem kurzen Verbindungsweges über die erste Unterdruckverbindung 34 wird der an dem Anschlußstutzen 108 anliegende Unterdruck ohne Zeitverzögerung und ohne relevanten Wirkungsgradverlust sofort in dem Innenraum 116 anliegen. Infolge des in dem Innenraum 116 anliegenden Unterdrucks wird der Membranteller 82 gegen die Kraft der Feder 90 bewegt, so daß über die Kopplung der Ventilstange 68 der Ventilring 104 von der Ventilhülse 40 wegbewegt wird, so daß der Ventilsitz 106 geöffnet wird. Durch den geöffneten Ventilsitz 106 kann nunmehr über den Bypass 20 das Abgas in den innerhalb des Ansaugkanals 14 herrschenden Frischluftstrom gelangen. Durch die herrschende Strömung wird das Abgas injiziert und vermischt sich auf seinem Transportweg bis zu den Zylinderkammern 12 mit der Frischluft. Über eine Zeitdauer und eine Höhe des in dem Innenraum 116 herrschenden Unterdrucks wird die Öffnungsdauer und der Öffnungsgrad des Ventilsitzes 106 bestimmt. Somit ist die Menge des der Frischluft zugemischten Abgases direkt von der Zeitdauer und dem Öffnungsgrad des Ventilsitzes 106 abhängig. Da infolge des kurzen Verbindungsweges zwischen dem ständig an dem Anschlußstutzen 108 anliegenden Unterdruck und dem Betätigungsmittel 26 eine im wesentlichen verzögerungsfreie Betätigung des Ventilsitzes 106 erfolgen kann, ist eine definierte hochgenaue Zumischung des Abgases 20 zu dem Frischluftstrom möglich.About the connection piece 108 is constantly one from the vacuum source 24 ( 1 ) provided negative pressure. The switching means 22 is in a closed state, that is, the connecting piece 108 is from the connecting piece 106 separated, for example, by a closing body, not shown, the connection path between the connecting piece 108 and 110 within the switching means 22 closes. Now via the control unit 28 a control signal is provided which supplies a certain amount of exhaust gas to the intake passage 14 passing fresh air is to be mixed, via the switching means 22 the connecting pieces 108 and 110 separated from each other closing body led out of the connection, so that the on the second vacuum connection 36 fitting negative pressure on the interior 116 of the actuating means 26 is switched through. Due to the extremely short connection path via the first vacuum connection 34 is the at the connecting piece 108 applied negative pressure without time delay and without relevant loss of efficiency immediately in the interior 116 issue. As a result of in the interior 116 adjacent negative pressure is the diaphragm plate 82 against the force of the spring 90 moved so that over the coupling of the valve stem 68 the valve ring 104 from the valve sleeve 40 is moved away, so that the valve seat 106 is opened. Through the open valve seat 106 can now via the bypass 20 the exhaust gas into the inside of the intake duct 14 reach prevailing fresh air flow. Due to the prevailing flow, the exhaust gas is injected and mixed on its transport path to the cylinder chambers 12 with the fresh air. Over a period of time and a height of the interior 116 prevailing negative pressure is the opening duration and the opening degree of the valve seat 106 certainly. Thus, the amount of the exhaust gas mixed in the fresh air is directly related to the time duration and the opening degree of the valve seat 106 dependent. As a result of the short connection path between the constantly on the connecting piece 108 applied vacuum and the actuating means 26 a substantially delay-free actuation of the valve seat 106 can take place, is a defined high-precision admixture of the exhaust gas 20 possible to the fresh air flow.

Insgesamt ist die Ventilanordnung 38 als sehr kompakte Einheit aufgebaut, die beispielsweise einstückig als Kunststoffspritzteil ausgebildet ist, das den Ansaugkanalabschnitt 15 einschließlich dessen Stutzen 56 und Buchse 70 sowie das Gehäuse 76 umfaßt. Dieses Kunststoffgrundteil kann in einfacher Weise mit der Ventilhülse 40, der Betätigungseinrichtung 26 und dem Schaltmittel 22 komplettiert werden, so daß beim Einbau in einem Kraftfahrzeug lediglich noch eine Verbindung mit dem Bypass 20, der zweiten Unterdruckverbindung 36 und dem Steuergerät 28 erfolgen muß. Der Montageaufwand wird somit gegenüber den bisherigen Lösungen drastisch reduziert, so daß eine Kosteneinsparung eintritt. Durch die erfolgte Integration der ersten Unterdruckverbindung 34 in den Membrandeckel 92 wird weiterhin eine Fehlerquelle für Undichtigkeiten vermieden, da eine Dichtigkeitsprüfung bereits vor Einbau in Kraftfahrzeugen erfolgen kann.Overall, the valve assembly 38 constructed as a very compact unit, which is for example formed integrally as a plastic injection molded part, which the Ansaugkanalabschnitt 15 including its neck 56 and socket 70 as well as the housing 76 includes. This plastic base can easily with the valve sleeve 40 , the actuating device 26 and the switching means 22 be completed, so that when installed in a motor vehicle, only a connection to the bypass 20 , the second vacuum connection 36 and the controller 28 must be done. The assembly effort is thus drastically reduced compared to the previous solutions, so that a cost saving occurs. By the integration of the first vacuum connection 34 in the membrane lid 92 Furthermore, a source of errors for leaks is avoided, since a leak test can be carried out before installation in motor vehicles.

In der 3 ist der Ansaugkanalabschnitt 15 mit dem angeformten Gehäuse 7b nochmals in einer Vorderansicht gezeigt. In dieser Darstellung ist der Membrandeckel 92 nicht dargestellt. Gleiche Teile wie in 2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Anhand dieser Ansicht wird nochmals der kompakte Aufbau des Ansaugkanalabschnitts 15 deutlich, der gleichzeitig die Gehäusebereiche 78 beziehungsweise 80 aufweist. Somit kann auf engstem Raum die notwendige Betätigungseinrichtung 26 und das notwendige Schaltmittel 22 untergebracht werden. Dieser Ansaugkanalabschnitt 15 kann nach der Komplettierung – wie in 2 gezeigt – als eine Baueinheit zur Verfügung gestellt werden, so daß sich der notwendige Montageaufwand bei dem Einbau, beispielsweise im Motorraum eines Kraftfahrzeugs, auf ein notwendiges Minimum beschränkt. Hierbei sind lediglich noch der Ansaugkanalabschnitt 15 an seinem frischluftseitigen Bereich 46 und seinem zylinderkammerseitigen Bereich 48 in einen Ansaugkanal 14 einzupassen. Dies kann beispielsweise durch einfaches Einrasten der einzelnen Bereiche beziehungsweise Abschnitte erfolgen, da diese Teile aus Kunststoff mit einer ausreichend hohen Elastizität bestehen.In the 3 is the intake passage section 15 with the molded housing 7b shown again in a front view. In this illustration is the membrane lid 92 not shown. Same parts as in 2 are provided with the same reference numerals and not explained again. On the basis of this view, once again the compact construction of the intake passage section 15 clearly, at the same time the housing areas 78 respectively 80 having. Thus, in a confined space, the necessary actuator 26 and the necessary switching means 22 be housed. This intake passage section 15 can after completion - as in 2 shown - are provided as a structural unit, so that the necessary installation effort in the installation, for example in the engine compartment of a motor vehicle, limited to a necessary minimum. Here are only the Ansaugkanalabschnitt 15 on its fresh air side area 46 and its cylinder chamber side area 48 in a suction channel 14 fit. This can be done for example by simply snapping the individual areas or sections, since these parts are made of plastic with a sufficiently high elasticity.

Claims (8)

Ventilanordnung zum Mischen von Fluiden, mit einem einen Einlass für ein erstes Fluid verschließenden innerhalb einer Führung für ein zweites Fluid angeordneten Ventilsitz, einer mit einem Unterdruck beaufschlagbaren Betätigungseinrichtung für den Ventilsitz und einem Schaltmittel für die Betätigungseinrichtung, wobei das Schaltmittel und die Betätigungseinrichtung eine Montageeinheit bilden und in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (76) einen ersten Gehäusebereich (78) zur Aufnahme der Betätigungseinrichtung (26) und einen zweiten Gehäusebereich (80) zur Aufnahme des Schaltmittels (22) aufweist, dass die beiden Gehäusebereiche (78, 80) nebeneinanderliegend angeordnet sind, dass der erste Gehäusebereich (78) mit einem Membrandeckel (92) verschlossen ist, der mit einem Verbindungsstück (120) ausgeführt ist, dass dem zweiten Gehäusebereich (80) ein Anschlussstutzen (110) zugeordnet ist, der mit dem Verbindungsstück (120) kuppelbar ist, so dass das Verbindungsstück (120) und der Anschlussstutzen (110) eine Unterdruckverbindung (34) zwischen dem Schaltmittel (22) und der Betätigungseinrichtung (26) ausbilden.A valve assembly for mixing fluids, comprising a valve seat closing a first fluid inlet within a second fluid guide, a valve seat actuator actuatable by a vacuum, and a control means for the actuator, the switch means and the actuator forming a mounting unit and are arranged in a common housing, characterized in that the housing ( 76 ) a first housing area ( 78 ) for receiving the actuating device ( 26 ) and a second housing area ( 80 ) for receiving the switching means ( 22 ), that the two housing areas ( 78 . 80 ) are arranged side by side, that the first housing area ( 78 ) with a membrane lid ( 92 ), which is connected to a connector ( 120 ) is executed, that the second housing area ( 80 ) a connecting piece ( 110 ) associated with the connector ( 120 ) is detachable, so that the connecting piece ( 120 ) and the connecting piece ( 110 ) a vacuum connection ( 34 ) between the switching means ( 22 ) and the actuating device ( 26 ) train. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück einen Rüssel (112) aufweist, der mit dem Anschlußstutzen kuppelbar ist.Valve arrangement according to Claim 1, characterized in that the connecting piece has a trunk ( 112 ), which can be coupled with the connection piece. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (76) einstückig mit einem Ansaugkanalabschnitt (15) eines Ansaugkanals (14) zur Führung des zweiten Fluids ausgebildet ist.Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 76 ) integral with a Ansaugkanalabschnitt ( 15 ) of an intake duct ( 14 ) is designed for guiding the second fluid. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüssel (112) über ein Dichtelement (116) an dem Anschlußstutzen (110) anliegt.Valve arrangement according to claim 2, characterized in that the trunk ( 112 ) via a sealing element ( 116 ) at the connecting piece ( 110 ) is present. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Membrandeckel (92) und der Rüssel (112) einstückig ausgebildet sind.Valve arrangement according to claim 2, characterized in that the membrane cover ( 92 ) and the trunk ( 112 ) are integrally formed. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Membrandeckel (92) und der Rüssel (112) als Kunststoffspritzteil ausgebildet sind.Valve arrangement according to claim 2, characterized in that the membrane cover ( 92 ) and the trunk ( 112 ) are formed as a plastic injection molded part. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (114) des Rüssels (112) Abschnitte (120) mit unterschiedlichem Querschnitt aufweist.Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the passage opening ( 114 ) of the trunk ( 112 ) Sections ( 120 ) having different cross section. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Abschnitte (120) eine Drosselung beziehungsweise Verstärkung der Unterdruckwirkung der Betätigungseinrichtung (26) einstellbar ist.Valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that over the sections ( 120 ) a throttling or amplification of the negative pressure effect of the actuating device ( 26 ) is adjustable.
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