DE19727875C1

DE19727875C1 - Ventil, insbesondere Abgasrückführventil für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19727875C1
Application number: DE19727875A
Authority: DE
Inventors: Bruno Hezel; Andreas-Bernd Rosenbusch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2017-07-01
Also published as: FR2765267A1; FR2765267B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Ventil nach der Gattung des Anspruchs 1.

Bei der Realisierung eines Ventilsitzes in offener Bauweise, wie es beim Einbau in einem Spritzgußteil vorkommt, kann ein Achs- und ein Winkelversatz zwischen Ventilsitz und Ventil teller auftreten. Dadurch weist der Dichtsitz keine ausrei chende Dichtheit auf, so daß auch bei geschlossenem Ventil Leckagemengen auftreten können. Ein derartiger Achs- und Winkelversatz kommt insbesondere bei Spritzgußteilen durch Werkzeugtoleranzen bei der Herstellung der Spritzgußform oder durch verarbeitungsbedingte Verzüge des Spritzgußteils zustande.

Aus der DE-PS 43 25 169 geht ein Ventil hervor, bei dem ein Ventilschließglied mit einem an einer Ventilstange befestig ten Ventilteller vorgesehen ist, wobei der Ventilteller auf einen Ventilsitz einwirkt.

Aus der DE-OS 28 27 527 ist ein Ventil mit einem Ventil schließglied bekannt, welches einen Ventilstößel mit einer Ventilstange und einen Ventilteller aufweist. Zur Gewährleistung einer genauen Abdichtung ist der Ventilteller gegenüber der Ventilstange in geringen Grenzen winkelbeweg lich gelagert, wobei beide Teile, der Ventilteller und die Ventilstange, in Längsrichtung vorgespannt miteinander ver bunden sind. Die Vorspannung wird dabei von Tellerfedern realisiert, die zwischen der Ventilstange und dem Ventiltel ler angeordnet sind. Die Tellerfedern umgreifen einen in der Ventilstange ausgebildeten Bund und an der äußeren Umfangs fläche eine innere Zylinderfläche des Ventiltellers. Dadurch wird gewährleistet, daß der Ventilteller an der Ventilstange um den Federweg der Tellerfedern auslenkbar ist. Von den Tellerfedern selbst wird jedoch keine Federkraft aufge bracht, die den Ventilteller entgegengesetzt zur Schließ richtung gegen eine an der Ventilstange ausgebildete Anlage fläche drückt.

Aus der US-PS 4 114 850 ist ferner ein Ventil bekannt, das mit einem dem Ventilteller vorgeschalteten Reduzierkörper ausgeführt ist. Der Ventilteller sitzt zwischen einer am Re duzierkörper und einer an der Ventilstange angreifenden Federscheibe. Die am Reduzierkörper aufliegende Federscheibe ist ein separat vom Reduzierkörper existierendes Bauteil. Der Reduzierkörper selbst ist ein massives Bauteil ohne ei gene federnde Wirkung.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkma len des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln ein Achs- und Winkelversatz des Ventiltellers bezüg lich des Ventilsitzes ausgeglichen wird.

Die konstruktive Vereinfachung besteht darin, einen kombinierten Reduzier- und Federkörper auszubilden. Dazu ist der Reduzierkörper tellerförmig ausgebildet, wobei aus dessen Boden federnde Laschen ausgeformt sind. Der Ventilteller wird mittels eines Federelements unter mechanischer Vorspannung gehalten. Der Reduzierkörper bewirkt, daß beim Öffnen des Ventils eine allmählich ansteigende Durchströmung möglich ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ventils möglich. Vorteilhaft ist es, drei radial gleichmäßig ver teilte, federnde Laschen vorzusehen, die auf den Ventiltel ler einwirken.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ab gasrückführventil mit einem Ventilschließglied, Fig. 2 ei nen Querschnitt durch einen Ventilstößel des Ventilschließ glieds und Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Ventilteller des Ventilstößels gemäß Fig. 2.

Ausführungsbeispiel

Bei dem dargestellten Zumischventil gemäß Fig. 1 handelt es sich um ein Abgasrückführventil einer Brennkraftmaschine. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß ein Abgas rückführventil einer Brennkraftmaschine lediglich ein bevor zugter Anwendungsfall für die vorliegende Erfindung darstellt. Es ist durchaus denkbar, das erfindungsgemäße Zumischventil bei anderen Aufgaben einzusetzen, bei denen ein heißer Fluidstrom einem kalten Fluidstrom beigemengt wird. Das Abgasrückführventil dient dazu, um einen Teil des Abgases der Brennkraftmaschine abzuzweigen und der Ansaugluft für die Verbrennung zuzumischen.

Das Abgasrückführventil hat beispielsweise ein Kunststoffgehäuse 10, ein Ventilschließglied 11 und ein metallisches Anschlußstück 12. Das Kunststoffgehäuse 10 ist mit einem Strömungskanal 13 und einem quer zum Strömungskanal 13 angeordneten Anschlußstutzen 17 ausgeführt, wobei im Strömungskanal 13 ein kalter Fluidstrom 14 (Ansaugluft) in Pfeilrichtung geführt wird. Dem kalten Fluidstrom 14 wird über das Anschlußstück 12 ein heißer Fluidstrom 15 entsprechend der angegebenen Pfeilrichtung dosiert beigemengt. Die Dosierung erfolgt dabei über das Ventilschließglied 11.

Das metallische Anschlußstück 12 ist am Anschlußstutzen 17 mit dem Kunststoffgehäuse 10 verbunden und ist rohrförmig mit einem anschlußseitigen Rohrabschnitt 21 und einem gehäuseseitigen Rohrabschnitt 22 ausgebildet. Mit dem Begriff "anschlußseitig" wird Bezug genommen auf den Anschluß des Abgasrückführventils 10 an das heiße Abgasrohr der Brennkraftmaschine. Mit "gehäuseseitig" wird der zum Kunststoffgehäuse 10 weisende Abschnitt des Anschlußstücks 12 bezeichnet.

Das Anschlußstück 12 ist beispielsweise aus Blech ausgeführt und weist einen Verbindungsflansch 26 mit einem Ringstück 27 auf. Das Ringstück 27 hintergreift gemäß Fig. 1 in Form einer Umbördelung 28 eine am Anschlußstutzen 17 ausgebildete Wulst 29 kraft- und formschlüssig. Das sich radial erstreckende Ringstück 27 bewirkt eine thermische Entkopplung des Kunststoffgehäuses 10 bzw. des Anschlußstutzens 17.

Am anschlußseitigen Rohrabschnitt 21 ist eine Einlaßöffnung 23 vorgesehen. Der gehäuseseitige Rohrabschnitt 22 ist mit einer Auslaßöffnung 24 ausgeführt, durch die der heiße Fluidstrom 15 dem kalten Fluidstrom 14 beigemengt wird. An dem mit der Einlaßöffnung 23 versehenen Ende hat das Anschlußstück 12 einen Anschlußflansch 25, der mit nicht dargestellten Befestigungselementen an einem ebenfalls nicht dargestellten Abgasrohr befestigt wird.

Das Anschlußstück 12 weist beispielsweise ferner zwei sich gegenüberliegende und sich in Strömungsrichtung des kalten Fluidstroms 14 erstreckende Luftführungsbleche 30 auf, die beispielsweise bis etwa in die Mitte des Fluidstroms 14 reichen. Die Luftführungsbleche 30 sind beispielsweise zur Innenwand des Strömungskanals 13 hin gewölbt ausgeführt, wobei zwischen den Luftführungsblechen 30 und der Innenwand des Strömungskanals 13 sich ein Luftspalt ausbildet.

Das Ventilschließglied 11 besteht aus einer Ventilbuchse 41 einem Ventilstößel 42 mit einer Ventilstange 43 und einem Ventilteller 44 sowie einer Betätigungsvorrichtung 45. Die Ventilbuchse 41 wird von dem gehäuseseitigen Rohrabschnitt 22 des Anschlußstücks 12 gebildet und bildet gleichzeitig an der Auslaßöffnung 24 einen Dichtsitz 47 für den Ventilteller 44 aus. Der Ventilschaft 43 ist in einer im Kunststoffgehäuse 10 gelagerten Gleitbuchse 48 geführt und steht mit der Betätigungsvorrichtung 45 in Verbindung, die beispielsweise durch Beaufschlagung mit Unterdruck den Ventilstößel 42 betätigt. Zur einfachen Montage mit der Betätigungsvorrichtung 45 ist die Ventilstange 43 gemäß Fig. 2 mit einem einrastfähigen Schnellbefestigungselement 49 ausgeführt. Das Schnellbefestigungselement 49 verbindet sich kraftschlüssig mit einem an der Betätigungsvorrichtung 45 ausgebildeten Kopplungsstück 46.

Der Ventilteller 44 ist gemäß Fig. 2 und 3 pendelnd mit der Ventilstange 43 verbunden. Dazu weist die Ventilstange 43 einen Aufnahmezapfen 51 mit einer kalottenförmigen Anlagefläche 57 auf. Auf dem Aufnahmezapfen 51 ist der Ventilteller 44 mit radialem und axialem Spiel gelagert. Am Ventilteller 44 ist eine zur Anlagefläche 57 korrespondierende Gegenfläche 58 ausgebildet, mit der der Ventilteller 44 an der Anlagefläche 57 anliegt.

Auf dem Aufnahmezapfen 51 sitzt ferner ein tellerförmiger Reduzierkörper 52 mit einem ebenen Boden 53 und einem tellerförmigen Rand 54. Aus dem Boden 53 des Reduzierkörpers 52 sind beispielsweise radial gleichmäßig verteilt drei Laschen 55 als Federelemente ausgeformt. Die drei Laschen 55 sitzen lose und federnd auf den Ventilteller 44 auf und drücken diesen entgegengesetzt zur Richtung der Schließbewegung auf die kalottenförmige Anlagefläche 57. Der Reduzierkörper 52 ist beispielsweise mittels eines am Aufnahmezapfen 51 ausgebildeten Nietkopf 59 befestigt.

Die federnden Laschen 55 haben die Aufgabe, den Ventilteller 44 gegen die Anlagefläche 57 zu drücken und den Ventilteller 44 in axialer und radialer Richtung mit einer mechanischen Vorspannung in einer Grundposition zu halten sowie beim Aufsetzen auf den Dichtsitz 47 einen Achs- und Winkelversatz für den Ventilteller 44 zu gewährleisten.

Der tellerförmige Rand 54 des Reduzierkörpers 52 verläuft ebenfalls entgegengesetzt zur Richtung der Schließbewegung, so daß der Reduzierkörper 52 im geschlossen Zustand des Ventiltellers 44 mit dem Boden 53 in die Ventilbuchse 41 hineinragt. Der Durchmesser des Reduzierkörpers 52 ist am tellerförmigen Rand 54 derart bemessen, daß er geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der Ventilbuchse 41, so daß zwischen dem Rand 54 und der Innenwand der Ventilbuchse 41 ein kreisringförmiger Öffnungsspalt 56 entsteht. Dadurch tritt beim Öffnen der Ventilbuchse 41 zunächst ein reduzierte Durchströmung auf, wobei der heiße Fluidstrom 15 zunächst durch den schmalen Öffnungspalt 56 strömt. Erst mit zunehmender Öffnung des Ventiltellers 44 steigt allmählich die Durchströmung an. Ein ebener, plattenförmiger Ventilteller 44 an der Seite des Ventilsitzes 47 würde beim Öffnen der Ventilbuchse 41 ein durchströmendes Volumen mit einem sehr steilen Anstieg aufweisen. Dies führt dazu, daß bereits bei einem geringen Hub die zugeführte Abgasmenge sehr hoch wäre, was sich auf das Abgasverhalten des Motors nachteilig auswirken kann.

Der Reduzierkörper 52 mit den aus dem Boden 53 ausgestanzten Laschen 55 bildet somit einen kombinierten Reduzier- und Federkörper.

Claims

1. Ventil, insbesondere Abgasrückführventil einer Brenn kraftmaschine, mit einem Ventilschließglied, welches eine Ventilbuchse und einen Ventilstößel mit einer Ventilstange und einem Ventilteller aufweist, wobei der Ventilteller ge gen einen an der Ventilbuchse ausgebildeten Dichtsitz drückt und wobei mindestens ein Federelement vorgesehen ist, das den Ventilteller an der Ventilstange unter Vorspannung pen delnd hält, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Fede relement (55) ein in Schließrichtung dem Ventilteller (44) vorgeschalteter Reduzierkörper (52) vorgesehen ist, daß der Reduzierkörper (52) an der Ventilstange (43) befestigt ist, daß der Reduzierkörper (52) tellerförmig mit einem Boden (53) und einem Rand (54) ausgebildet ist, wobei der Redu zierkörper (52) im geschlossenen Zustand des Ventiltellers (44) mit dem Boden (53) in die Ventilbuchse (44) hineinragt, und daß aus dem Boden (53) des Reduzierkörpers (52) federnde Laschen (55) ausgeformt sind, die den Ventilteller (44) als Federelemente entgegengesetzt zur Schließrichtung gegen eine an der Ventilstange (43) ausgebildete Anlagefläche (57) drücken.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (57) eine kalottenförmige Form aufweist und daß am Ventilteller (44) eine dazu korrespondierende Gegenfläche (58) ausgebildet ist, mit der der Ventilteller (44) an der Anlagefläche (57) anliegt.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß radial gleichmäßig verteilt drei Laschen (55) aus dem Boden (53) des Reduzierkörpers (52) ausgeformt sind.