DE19628375A1

DE19628375A1 - Air feed valve for motor vehicle IC engine exhaust

Info

Publication number: DE19628375A1
Application number: DE19628375A
Authority: DE
Inventors: Michael Thiery
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1996-07-13
Filing date: 1996-07-13
Publication date: 1998-01-15

Abstract

The valve has two valve closures mounted on a valve stem with a duct extending between them for a fluid flow behind the valve closures. One of the valve closures (3,4) or the valve seats (6,7) is controlled by a spring (10) for a controlled amount of preload for a part of its movement. The spring can be formed by a single stage bellows (11) with a first bellows wall (12) connected to the valve closures or valve seats. It has a smaller second working face with the valve stem connected to the bellows wall (14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fluidventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fluid valve according to the preamble of patent claim 1.

Ein derartiges Fluidventil ist allgemein bekannt und ausbalanciert, d. h. die am Ventil anstehenden Druckdifferenzen haben keinen größeren Einfluß auf die Ventilstellkraft.Such a fluid valve is well known and balanced, i. H. the one on the valve pressure differences have no major influence on the valve actuating force.

Ausführungsbeispiele für ein derartiges Fluidventil sind den DE-43 38 192 (A1) und DE-30 06 302 (A1) zu entnehmen.Exemplary embodiments of such a fluid valve are DE-43 38 192 (A1) and DE-30 06 302 (A1).

Aus diesen Schriften sind als Fluid das Abgas und die angesaugte Brennluft einer Brennkraftmaschine angegeben, das genauestens gesteuert werden muß, um die vorgeschriebene Schadstofflimitierung zu erreichen.From these documents, the exhaust gas and the sucked-in combustion air are one as a fluid Internal combustion engine specified, which must be controlled precisely in order to to achieve the prescribed pollutant limit.

Wie aus den Druckschriften entnehmbar ist, liegt mit den dort gezeigten Ausführungen eine Überbestimmung der Ventilschließstellung vor, d. h. auch bei genauester Fertigung schließt ein Ventilschließkörper weniger, wenn das andere voll geschlossen ist. Damit erscheint die erforderliche Genauigkeit für den Einsatz bei einer Brennkraftmaschine nicht gegegeben zu sein.As can be seen from the publications, there is one with the designs shown there Over-determination of the valve closing position before, d. H. closes even with the most precise production one valve closing body less when the other is fully closed. The appears required accuracy for use in an internal combustion engine is not given be.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen aufzufinden, mit denen die Überbestimmung entfällt und eine genaueste Steuerung erreicht wird.Proceeding from this, the invention is therefore based on the object of measures to find with which the overdetermination is omitted and achieves the most precise control becomes.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. This object is achieved by the features specified in the characterizing part of patent claim 1 solved.

Eine weitere Verbesserung läßt sich durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale erzielen.A further improvement can be found in the subclaims Achieve characteristics.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will described below.

Die Zeichnung zeigt:The drawing shows:

Fig. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Fluidventils, Fig. 1 is a sectional view of a fluid valve of the invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung nach Fig. 1, Fig. 2 is a schematic representation according to Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des Fluidventils nach Fig. 1 und Fig. 3 is a schematic representation of an alternative embodiment of the fluid valve according to Fig. 1 and

Fig. 4 eine Ersatzbilddarstellung der Ausführung nach Fig. 2. Fig. 4 is an equivalent circuit diagram showing the embodiment of FIG. 2.

Fig. 1 zeigt ein Fluidventil 1 mit zwei auf einer Ventilstellstange 2 angeordneten Ventil schließkörpern 3, 4, die den Fluidstrom aus einem zwischen den Ventilschließkörpern 3, 4 bestehenden Kanal 5 in einen hinter zwei Ventilsitzen 6, 7 bestehenden Kanal 8 und umge kehrt steuern. Fig. 1 shows a fluid valve 1 with two on a valve actuating rod 2 arranged valve closing bodies 3, 4, which control the flow of fluid from an existing between the valve closing bodies 3, 4 channel 5 in an existing behind two valve seats 6, 7 channel 8 and vice versa.

Das Fluidventil 1 wird von einem elektromagnetischen Steller 9 betätigt und ist durch gleichgroße Wirkflächen der Ventilschließkörper 6, 7 ausbalanciert, d. h. die am Ventil anstehenden Druckdifferenzen habe keinen größeren Einfluß auf die Ventilstellkraft. The fluid valve 1 is actuated by an electromagnetic actuator 9 and is balanced by equally large effective areas of the valve closing bodies 6 , 7 , ie the pressure differences present at the valve have no major influence on the valve actuating force.

Erfindungsgemaß ist nun vorgesehen, daß einer der Ventilschließkörper 3, 4 oder eines der Ventilsitze 6, 7 durch federnde Mittel 10 bei geschlossenem Ventil 1 um einen vorgegebe nen Betrag des Ventilstellstangenweges eingefedert ist.According to the invention, it is now provided that one of the valve closing bodies 3 , 4 or one of the valve seats 6 , 7 is deflected by resilient means 10 when the valve 1 is closed by a predetermined amount of the valve actuating rod travel.

Durch diese Maßnahme gelingt es, durch Einfedern eines der Ventilschließkörper 3, 4 oder der Ventilsitze 6, 7, wie später anhand der Fig. 2 und 3 noch beschrieben wird, daß beide Ventile voll geschlossen werden, so daß Leckage eines der Ventile verhindert wird. Obwohl diese Ausführung innerhalb bestimmter Anwendungen vorteilhaft arbeitet, treten bei Einsätzen mit sich umkehrenden Druckdifferenzen unkontrollierbare Leckagen auf.This measure makes it possible, by compressing one of the valve closing bodies 3 , 4 or the valve seats 6 , 7 , as will be described later with reference to FIGS. 2 and 3, that both valves are fully closed, so that leakage of one of the valves is prevented. Although this version works advantageously within certain applications, uncontrollable leaks occur in applications with reversing pressure differences.

Überlegungen führten schließlich zu einer Erklärung, die darin besteht, daß das federnde Mittel 10 durch die am Ventilschließkörper 3, 4 bzw. am Ventilsitz 6, 7 wirkende Druckdifferenz zusätzlich einfedert, wodurch der gefederte Ventilschließkörper 3, 4 bzw. der Ventilsitz 6, 7 entweder öffnet oder eine in Richtung des anderen Ventils wirkende Kraft in die Ventilstellstange 2 einleitet, die zum Öffnen dieses Ventils führen kann.Considerations finally led to an explanation, which is that the resilient means 10 additionally compresses due to the pressure difference acting on the valve closing body 3 , 4 or on the valve seat 6 , 7 , whereby the spring-loaded valve closing body 3 , 4 or the valve seat 6 , 7 either opens or introduces a force acting in the direction of the other valve into the valve actuating rod 2 , which can lead to the opening of this valve.

Hiergegen wenden sich die Merkmale des Anspruchs 2, in dem, wie in Fig. 1 dargestellt ist, das federnde Mittel 10 aus einem Einfaltenbalg 11 besteht, bei dem eine erste Balgwand 12, die mit dem Ventilschließkörper 3, 4 bzw. Ventilsitz 6, 7 verbunden ist, eine kleinere Wirkfläche aufweist als eine zweite mit der Ventilstellstange 2 bzw. dem Gehäuse 13 ver bundene Balgwand 14.The features of claim 2, in which, as shown in FIG. 1, the resilient means 10 consist of a single bellows 11 , in which a first bellows wall 12 , which is connected to the valve closing body 3 , 4 or valve seat 6 , 7 is connected, has a smaller effective area than a second ver with the valve actuating rod 2 and the housing 13 connected bellows wall 14th

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die ringförmigen Balgenwände 12, 14 ein Ringbreitenverhältnis von 0,8 bis 1,2 zu 2 aufweisen, wobei die Ringbreite aus Außen durchmesser minus Innendurchmesser geteilt durch 2 berechnet ist.It has proven to be advantageous if the annular bellows walls 12 , 14 have a ring width ratio of 0.8 to 1.2 to 2, the ring width being calculated from the outer diameter minus the inner diameter divided by 2.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Ausführung nach Fig. 1, bei der der Ventil schließkörper 3, 4 mit der kleinen Balgwand 12 verbunden ist und die größere Balgwand 14 mit der Ventilstellstange 2. Der Ventilschließkörper 3, 4 wirkt mit dem am Gehäuse 13 vorgesehenen Ventilsitz 6, 7 zusammen. Fig. 2 shows a schematic representation of the embodiment of FIG. 1, in which the valve closing body 3 , 4 is connected to the small bellows wall 12 and the larger bellows wall 14 with the valve actuating rod 2nd The valve closing body 3 , 4 interacts with the valve seat 6 , 7 provided on the housing 13 .

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführung, bei der der Ventilsitz 6, 7 mit der kleineren Balgwand 12 und die größere Balgwand 14 mit dem Gehäuse 13 verbunden ist. Der Ven tilsitz 6, 7 wirkt mit dem an der Ventilstellstange 2 verbundenen Ventilschließkörper 3, 4 zusammen. Fig. 3 shows an alternative embodiment in which the valve seat 6 , 7 is connected to the smaller bellows wall 12 and the larger bellows wall 14 to the housing 13 . The Ven valve seat 6 , 7 interacts with the valve closing body 3 , 4 connected to the valve actuating rod 2 .

Fig. 4 zeigt eine Ersatzbilddarstellung der Ausführung nach Fig. 2, bei der die wirksamen Flächen der Balgwände 12, 14 als Membranen 15, 16, 17 dargestellt sind, die an unver formbare Reifen 18, 19, 20, 21 befestigt sind, wobei die federnde Wirkung der Balgwände 12, 14 als Federn 22, 23 dargestellt sind. Fig. 4 shows an equivalent image representation of the embodiment of FIG. 2, in which the effective surfaces of the bellows walls 12 , 14 are shown as membranes 15 , 16 , 17 , which are attached to non-deformable tires 18 , 19 , 20 , 21 , the resilient effect of the bellows walls 12 , 14 are shown as springs 22 , 23 .

Theoretisch stellt sich die Wirkweise der Erfindung wie folgt dar:
Bei einer gegebenen Druckdifferenz, z. B. Innendruck größer als Außendruck, wölben sich die Membranen 15, 16, 17 nach außen, wie strichpunktiert dargestellt ist, und leiten Kräfte in die Reifen 18, 20, und 20, 21 ein, die eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den Reifen 18, 20 bewirken und eine Verkleinerung des Abstandes zwischen den Reifen 20, 21. Die Summe aus Vergrößerung und Verkleinerung bleibt jedoch Null.Theoretically, the mode of operation of the invention is as follows:
For a given pressure difference, e.g. B. internal pressure greater than external pressure, the membranes 15 , 16 , 17 bulge outwards, as shown in dot-dash lines, and introduce forces into the tires 18 , 20 , and 20 , 21 , which increase the distance between the tires 18 , 20 cause and a reduction in the distance between the tires 20 , 21st However, the sum of enlargement and reduction remains zero.

Wie sich leicht vorstellen läßt, bewirkt eine Druckumpolung eine Verkleinerung des Ab standes zwischen den Reifen 18, 20 und eine Vergrößerung zwischen den Reifen 20, 21, die Summe bleibt wiederum Null. Die Größe der Druckdifferenz bleibt ohne Einfluß auf die Summe. Die Biegelinie der Balgwände ist harmonisch geformt, d. h. s-förmig.As can easily be imagined, a pressure reversal causes a reduction in the distance between the tires 18 , 20 and an increase between the tires 20 , 21 , the sum remains zero. The size of the pressure difference has no influence on the sum. The bending line of the bellows walls is harmoniously shaped, ie S-shaped.

Damit liegt mit dem Gegenstand der Erfindung eine vorteilhaft einsetzbare Lösung vor, mit der ein gattungsgemäßes Fluidventil auch für hohe Anforderungen im Bereich der Fahr zeug-Brennkraftmaschinen einsetzbar ist.Thus, the subject of the invention provides an advantageously usable solution with which is a generic fluid valve also for high requirements in the field of driving Stuff internal combustion engines can be used.

Claims

1. Fluid valve with two valve closing bodies arranged on a valve actuating rod, which control the fluid flow from a channel existing between the valve closing bodies into a channel existing behind two valve seats and vice versa, characterized in that one of the valve closing bodies ( 3 , 4 ) or one of the valve seats ( 6 , 7 ) is sprung by resilient means ( 10 ) when the valve ( 1 ) is closed by a predetermined amount of the valve actuating rod.

2. Fluid valve according to claim 1, characterized in that the resilient means ( 10 ) consists of a single bellows ( 11 ), in which a first bellows wall ( 12 ), with the valve closing body ( 3 , 4 ) or valve seat ( 6 , 7 ) has a smaller effective area than a second bellows wall ( 14 ) connected to the valve actuating rod ( 2 ) or the housing ( 13 ).

3. Fluid valve according to claim 2, characterized in that the annular bellows walls ( 12 , 14 ) have an annular width ratio of 0.8 to 1.2 to 2.