DE2212007A1 - Ventil zur abgasrueckfuehrung bei brennkraftmaschinen - Google Patents

Ventil zur abgasrueckfuehrung bei brennkraftmaschinen

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Description

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1 Ventil zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen, bei denen zur Verminderung d.er schädlichen Bestandteile in den Abgasen ein Teil dieser Abgase wieder in das Luftansaugsystem zurückgeführt wird mit einem über einen Ventilschaft von einem Stellglied betätigbarem doppelt wirkenden Ventilschließkörper, der in seiner einen Endstellung (Schließstellung) das Ventil schließt und dabei den Durchgang der Abgase durch das Ventilgehäuse sperrt, '
und der in seiner anderen Endstellung (Offenstellung) diesen Durchgang freigibt und dabei an einem Dichtsitz anliegt, der den Durchtritt der Gase zu dem Stellglied verhindert, wobei -zwischen dem Stellglied und dem Ventilschließkörper ein den Ventilschaft aufnehmendes, an seiner äußeren Mantelfläche verripptes Abstandsrohr mit geringer Wärmeleitfähigkeit und hoher Korrosionsfestigkeit angeordnet ist.
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Robert Bosch GmbH R. Bö/Kf
Stuttgart
In der deutschen Patentanmeldung P 21 05 583.1S wird ein Ventil beschrieben, bei dem als Stellglied ein Elektromagnet dient, der bei Erregung das Ventil in Schließstellung bringt. Mit diesem Ventil kann der Durchgang entweder geöffnet oder gesperrt werden. Eine Zwischenstellung ist nicht möglich. Der Ventilschaft bei dieser Bauart ist verhältnismäßig lang und wird nur im Bereich des Elektromagneten geführt. Wegen der fehlenden Zentrierung kann es zum schnelleren Undichtwerden des Ventils kommen. Der Ventilsitz in Offenstellung ist als Plachsitz ausgebildet. Es kann hier die Gefahr auftreten, daß sich Schmutzteile auf der horizontalen Ringfläche des Ventilschließkörpers ablagern, die die Dichtheit beeinflussen. Trotz vorgenommener Kühlungsmaßnahmen ist der Elektromagnet verhältnismäßig stark durch Wärme beaufschlagt, was sich nachteilig auf die Dauer seiner Punktionsfähigkeit auswirkt.
In der deutschen Offenlegungsschrift 1 9·'·ίΟ 469 ist ein weiteres Ventil zur Abgasrückführung ähnlicher Bauart beschrieben. Dieses Ventil wird vom Unterdruck der Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine gesteuert, wodurch entsprechend der Drehzahl verschiedene Durchströmquerschnitte zur Abgasrückführung eingestellt werden können. Dieses Ventil hat den Nachteil, daß das Ventilschließglied am Ende eines verhältnismäßig langen Ventilschäftes ist, der keine exakte Führung hat. Ferner können bei Zwischenstellungen des Ventilschließkörpers Abgase und Verunreinigungen zur Steuermembran des Stellgliedes gelangen und ihre Funktion beeinflussen. Bei Zwischenstellungen des Ventils kann es insbesondere auch bei Druckschwingungen im Abgassystem zum Flattern des Ventils und zu unregelmäßiger Abgasrückführung kommen.
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Robert Bosch GmbH R. Bö/Kf
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In der französischen Patentschrift 2 039 819 wird ein Abgasrückführungsventil beschrieben, das durch einen Magnet auf- und zugesteuert wird. Die Betätigung des Magnets erfolgt über eine Kurvenscheibe an der Drosselklappe im Ansaugkanal, die im Bereich zwischen der Leerlauf und Voll-Last über einen Schalter den Magnetstromkreis schließt, wodurch der Magnet erregt und das Abgasrückführungsventil geöffnet wird. Bei dieser Anordnung wird die Abgaswärme voll auf die Magnetwicklungen übertragen, wodurch die Lebensdauer des Magneten herabgesetzt wird. Ferner ist es nicht möglich, mit dieser Regelung eine Zwischenstellung des Ventils bz"w. eine dosierte Abgasrückführung zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen zu bauen mit dem in Abhängigkeit der Last die jeweils richtige Abgasmenge dem Brennstoff-Luft-Gemisch im Saugkanal zugeführt wird, wobei die oben erwähnten Nachteile vermieden werden, insbesondere jedoch ein einmal eingestellter Durchströmquerschnitt ohne Plattern des Ventils konstant eingehalten werden kann,"das Ventil auch bei starkem Schmutzanfall im Abgassystem in seinen Endstellungen dicht schließt, der Stellantrieb des Ventils temperaturunempfindlich ist und wobei an die Umgebung des Ventils keine Abgase austreten können. ' .
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Stellglied aus einem entsprechend der Verstellung einer Drosselklappe im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine betätigten Nocken besteht, der über ein elastisches Zwischenstück auf den Ventilschaft entgegen der Kraft einer Feder wirkt, an dessen nockenseitigem Ende eine Membran angebracht ist, die das Abstandsrohr abdichtet und eine volle Hubbewegung des Ventilschaftes zuläßt.
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Dies hat den Vorteil, daß das Stellglied temperaturunempfindlich ist, daß bei jeder Stellung des -Ventils kein Abgas in seine Umgebung abströmen kann und daß durch ein Druckkräfte aufnehmendes, elastisches Zwischenstück ein Schließdruck erzielbar ist, der die Dichtheit des Ventils in Schließstellung gewährleistet.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung erfolgt die Kraftübertragung vom Nocken auf den Ventilschaft über einen Bolzen mit einer kopfartig ausgebildeten Druckplatte, wobei der Bolzen in einer Bohrung im Kopf des Ventilschaftes axial verschiebbar ist und zwischen Druckplatte und des Ventilschaftes das elastische Zwischenstück angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß am elastischen Zwischenstück kein Verschleiß auftritt und zwischen Nocken und Druckplatte günstige Gleitverhältnisse vorhanden sind. Ferner kann durch diese Anordnung der Verschleiß am Nocken und am Ventilsitz ausgeglichen werden und eine Ventilschließkraft erzielt werden, die die Dichtheit des Ventils gewährleistet.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Ventilschließkörper so ausgebildet, daß beide Dichtflächen kegelig sind. Dies hat den Vorteil, daß sich an dem oberen Sitz, der in Offenstellung des Ventils das Abstandsrohr gegen Eindringen von Abgasen abdichtet, nicht zu leicht Schmutz ablagern kann, der die Abdichtung beeinträchtigen würde. Ferner besitzt der Ventilschließkörper eine Führung, die verhindert, daß er in halboffener Stellung Querbewegungen zur Schließ- bzw. Öffnungsrichtung ausführen kann.
Der Nocken zur Verstellung des Ventils wird vorzugsweise so ausgebildet, daß er das Ventil nur im Teillast-Bereich öffnet, im Leerlauf und im Vollast-Bereich jedoch geschlossen hält.
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Stuttgart 2212007
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung der Anordnung des
erfindungsgemäßen Ventils an der Brennkraftmaschine, Fig. 2 einen Schnitt durch das Magnetventil.
Von der Abgasleitung 1 der Brennkraftmaschine 2 wird über die Zuleitung 3 dem Ventil 5 Abgas zugeführt. Von diesem Ventil führt eine weitere Leitung 6, die von diesem Ventil gesteuerte Abgasmenge dem Ansaugsystem 7 der Brennkraftmaschine zu. Das Ventil 5 wird über ein Gestänge 8 und einem Hebel an der Drosselklappenwelle 9 betätigt. In der schematischen Anordnung in Fig. 1 ist das Ventil 5 nicht maßstabsgerecht und aus dem Gesamt verb and herausgezogen, gezeichnet.' In der Praxis wird dieses Ventil dicht neben den Vergaser angeflanscht.
Das Ventil 5 besteht, wie Fig. 2 zeigt, aus einem Ventilgehäuse 11 mit einem Abgaseintrittsstutzen 12. und einem Abgasaustrittsstutzen 13 entsprechend einer Ausführung als Eckventil. Beide Stutzen münden im rechten Winkel zueinander in eine Ventilkammer 14. Die Einmündung des Eintrittsstutzen in die Ventilkammer 14 ist als Ventilsitz 15 ausgebildet, der durch den Ventilschließkörper 16 verschließbar ist. In Verlängerung des Eintrittsstutzens 12 führt von der Ventilkammer.· 14 ein dünnwandiges Abstandsrohr 18 aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit ab, an dessen äußerer Mantelfläche sich Kühlrippen 19 befinden. Dieses Rohr nimmt einen Ventilschaft 21 auf, wobei der Durchmesser des Abstandsrohres wesentlich größer ist als der Durchmesser des Ventilschaftes. Durch diese Durchmesserzuordnung wird erreicht, daß sich die vom Abgas mitgetragene Schmutzteile nicht festsetzen
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können und der Ventilschaft nicht in seiner Bewegung behindert wird. Vorzugsweise wird für dieses Abstandsrohr 18 ein hochlegierter Chromnickelstahl verwendet, der neben der geringen Wärmeleitfähigkeit auch den Vorteil großer Korrosionsfestigkeit hat.
An dem Ende des Ventilschafts, das in die Ventilkammer 1*1 hineinragt, ist der Ventilschließkörper 16 aufgeschraubt. Dieser Ventilschließkörper 16 besitzt zwei kegelförmig ausgebildete sich gegenüberliegende Dichtflächen 22, 23, mit denen er im Zusammenspiel mit den Ventilsitzen 15 und 25 einmal den Eintrittsstutzen und zum anderen das Abstandsrohr 18 verschließen kann. Dadurch, daß der Ventilschließkörper auf den Ventilschaft aufgeschraubt ist, kann er beliebig einjustiert werden.
An den durch den Ventilschließkörper 16 hindurchgehenden, in den Eintrittsstutzen ragenden Ende des Ventilschafts 21 ist eine Mutter 26 aufgeschraubt, die ein im Eintrittsstutzen gleitendes Führungsteil 27 gegen den Ventilschließkörper 16 preßt und den Ventilschließkörper gegen Verdreht t sichert. Durch dieses Führungsteil wird der Ventilschließkörper in jeder Stellung zwischen auf und zu zentiert.
Am gegenüberliegenden Ende des Ventilschafts 21 ist ein Kopf 28 aufgeschraubt, der die Kraft der Feder 29, die sich in einem tassenförmigen Einsatz 30 im Abstandsrohr 18 abstützt, auf den Ventilschaft 21 überträgt. Der Kopf 28 besitzt eine axiale Sackbohrung 31, in den ein Bolzen 32 lose geführt wird. Dieser Bolzen 32 besitzt eine kopfartig
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ausgebildete Druckplatte 33, die die von einem Nocken 35 erzeugte Schließkraft auf ein zwischen Druckplatte 33 und Kopf 28 angeordnetes elastisches Zwischenstück 36 überträgt. Dieses elastische Zwischenstück ist geeignet, Schließkräfte aufzunehmen und die durch Verschleiß auftretenden Veränderungen des Hubes auszugleichen. Es kann aus einem Federpaket, einem gummielastischem Element oder dergl. hergestellt sein.
Der Nocken 35> der kraftschlüssig mit der Welle 37 verbunden ist, ist mittels eines Hebels 38, der kraftschlüssig auf die Welle 37 aufgesetzt ist, bewegbar. Die Welle 37 ist in Buchsen 39> die in ein Aufsatzgehäuse 40 eingelassen sind, geführt. Am von der Ventilkammer 14 entfernten Teil des Abstandsrohres 13 besitzt dieses eine Umbördelung 45, die von zwei Seiten durch eine Art Doppelflansch eingefaßt wird. Der obere Plansch 1Il ist so ausgebildet, daß er in einer Verlängerung den Befestigungsflansch des ganzen Ventiles 5 darstellt, der untere Plansch 42 ist tassenförmig ausgebildet und stützt sich auf dem Ventilgehäuse 11 ab. Der Plansch 42 dient zur Stabilisierung des Abstandsrohres 18 und besitzt große Durchbrüche 43, durch die die Kühlrippen 19 ungehindert belüftet werd' „ können. Auf den Flansch 4l ist das Aufsatzgehäuse 40 aufgesetzt, wobei zwischen beiden eine Membran 44 eingespannt ist, die in der Mitte durch den Kopf 28 durchbrochen und mit diesem gasdicht verbunden ist. Durch diese Membran 44 wird das Ventil 5 nach außen gasdicht abgedichtet.
Das öffnen und Schließen des Ventils erfolgt durch eine Drehung am Hebel 38, der von der Drosselklappe 9- her betätigt wird. Die Drehbewegung wird auf den Nocken 35 übertragen, der entsprechend seiner Ausbildung den Ventilschaft 21 nach unten bewegt und den Durchströmquerschnitt am Ventilsitz 15 verändert. Durch den Führungsteil 27 kann der einmal
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eingestellte offnungsquerschnitt am Ventilsitz 15 durch Flattern nicht beeinflußt v/erden. In der Offenstellung, die den größten Teil der Betriebszeit des Ventils einnimmt, wird das Abstandsrohr 18 durch den Ventilschließkörper 16 verschlossen, so daß hier kein Schmutz und keine heißen Gase eintreten können. In dem Zwischenbereich zx^ischen Auf- und Zu-Stellung des Ventils, kann durch entsprechende Formgebung des Nockens 35 jede gewünschte Abgasmenge entsprechend der Drosselklappenstellung rückgeführt werden.
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Claims (2)

  1. Robert Bosch GmbH ^ »*νν# R> Bö/Kf
    Stuttgart 7.3.1972
    Ansprüche
    i\. Ventil zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen, bei denen zur Verminderung der schädlichen Bestandteile in den Abgasen ein Teil der Abgase in das Luftansaugsystem zurückgeführt wird, mit einem über einen Ventilschaft von einem Stellglied betätigbaren doppelt wirkenden Ventilschließkörper, der in seiner einen Sndstellung (Schließstellung) das Ventil schließt und dabei den Durchgang der Abgase durch das Ventilgehäuse sperrt und der in seiner anderen Endstellung (Offenstellung) diesen Durchgang freigibt und dabei an einem Dichtsitz anliegt, der den Durchtritt der Abgase zu dem Stellglied verhindert, wobei zwischen dem Stellglied und dem Ventilschließkörper ein den Ventilschaft aufnehmendes, an seiner äußeren Mantelfläche verripptes Abstandsrohr mit geringer Wärmeleitfähigkeit und hoher Korrosionsfestigkeit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied aus einem entsprechend der Verstellung einer Drosselklappe , ■ (9) im Ansaugsystem (7) der Brennkraftmaschine (2) drehbaren Nocken (35) besteht, der über ein elastisches Zwischenstück (36) auf den Ventilschaft (21) entgegen der Kraft einer Feder (29) wirkt, an dessen nockenseitigem Ende eine Membran (4Ί) angebracht ist, die das Abstandsrohr (18) abdichtet und eine volle Hubbewegung des Ventilschaftes zuläßt.
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    221200?
    Robert Bosch GmbH R. Bö/Kf
    Stuttgart
  2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung vom Nocken (35) auf den Ventilschaft (18) über einen Bolzen (32) mit einer kopfartig ausgebildeten Druckplatte (33) erfolgt, wobei der Bolzen (32) in einer Bohrung (3D in einem Kopf (28) des Ventilschaftes (21) axial verschiebbar ist und zwischen Druckplatte (33) und Kopf (28) des Ventilschaftes (21) das elastische Zwischenstück (36) angeordnet ist.
    3· Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper (16) zwei kegelige einander gegenüberliegende Dichtflächen (22,23) hat und durch ein Führungsteil (27) zentrierbar ist.
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    L e e r s e i t e
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