DE2250155A1 - VALVE FOR COMBUSTION ENGINE EXHAUST GAS PIPES - Google Patents

VALVE FOR COMBUSTION ENGINE EXHAUST GAS PIPES

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DE2250155A1 DE19722250155 DE2250155A DE2250155A1 DE 2250155 A1 DE2250155 A1 DE 2250155A1 DE 19722250155 DE19722250155 DE 19722250155 DE 2250155 A DE2250155 A DE 2250155A DE 2250155 A1 DE2250155 A1 DE 2250155A1
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Description

R. 4ISS
22.9.1972 Ve/SzR. 4ISS
22.9.1972 Ve / Sz

Anlage zurAttachment to

Patent- undPatent and

Gebrauchsmusterhilfs-AnmeldungUtility model auxiliary registration

ROBERT BOSCH GMBH, StuttgartROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Ventil für Abgasleitungen von BrennkraftmaschinenValve for exhaust pipes of internal combustion engines

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil für Abgasleiturigen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Abgasbypassventil zur Umleitung der Abgase über einen Reaktor oder Katalysator, mit einem Stellglied und mit einem in einem Hüllrohr geführten Ventilstößel, an dem sich ein Verschlußteil befindet, mit welchem ein Ventilsitz verschließbar ist.The invention relates to a valve for exhaust ducts of internal combustion engines, in particular exhaust gas bypass valve for diverting the exhaust gases over a reactor or catalyst, with an actuator and with a valve tappet guided in a cladding tube, on which a closure part is located, with which a valve seat can be closed.

Bei Nachbrennvorrichtungen in Auspuff leitungen von Brennkraftmaschinen sind Ventile erforderlich, die in bestimmten Motorbetriebszuständen das Abgas in einer TJmwegleitung um die Nachbrennyorrichtung herumführen, einerseits um den Strömungswiderstand der Auspuffleitung dem Motorbetriebszustand anzu-With afterburners in the exhaust lines of internal combustion engines are Valves are required, which in certain engine operating states the exhaust gas in a waste line around the afterburning device, on the one hand around adjust the flow resistance of the exhaust line to the engine operating condition

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passen und andererseits um die Katalysatorsubstanz in der Vor- und Haupteinheit vor Übertemperaturen zu schützen. Ventile für eine solche Anwendung müssen so beschaffen sein, daß das Stellglied nicht durch die hohen Temperaturen der Auspuffgase beeinträchtigt oder beschädigt wird. ^*"fit and on the other hand around the catalyst substance in the pre- and main unit to protect against excess temperatures. Valves for such an application must be designed in such a way that the actuator cannot be affected by the high temperatures the exhaust gases is adversely affected or damaged. ^ * "

Bei bekannten Ventilen in Abgasleitungen ist das Stellglied durch Kühlbleche und eine wärmeleitungsmäßig günstige Anordnung von Ventilstößel und Hüllrohr vor hohen Temperaturen geschützt, jedoch ist eine Aufheizung des Stellgliedes nicht völlig vermieden. Als Stellglieder werden üblicherweise Elektroma,gnetanordnungen oder ünterdruckdosen verwendet. Diese beiden Stellgliedarten besitzen nur eine Ruhestellung in abgeschaltetem Zustand. Ein schwerer Stellmotor würde schwingungstechnische Probleme aufwerfen.In known valves in exhaust pipes, the actuator is through cooling plates and an arrangement of valve tappet and cladding tube that is favorable in terms of heat conduction is protected from high temperatures, but the actuator is heated up not avoided entirely. Electromechanical devices are usually used as actuators or vacuum cans are used. These two types of actuators only have one rest position when they are switched off. A difficult one Servomotor would cause vibration problems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen und dabei die vorgenannten Nachteile zu beseitigen.The invention is based on the object of providing a valve of the type mentioned at the beginning Art to create while eliminating the aforementioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Stellglied ein Stellmotor vorgesehen ist, der über ein in einer flexiblen Hülle geführtes Bedienungskabel mit dem Ventilstößel verbunden ist.This object is achieved in that as an actuator Servomotor is provided, which is connected to the valve tappet via an operating cable guided in a flexible sheath.

um Justierprobleme des Ventilstößels zu beseitigen, ist eine drehmomentabhängige Endabschaltung des Stellmotors in seinen beiden Endstellungenin order to eliminate adjustment problems of the valve tappet, a torque-dependent one is required Limit switch-off of the servomotor in both of its end positions

vorgesehen. ■■intended. ■■

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch das lange, flexible Bedienungskabel zwischen Stellglied und Ventilstößel eine Aufheizung des Stellgliedes verhindert wird. Der Stellmotor, der somit an einer beliebigen, günstigen Stelle des Kraftfahrzeuges angeordnet werden kann, verbraucht in seinen beiden Endstellungen keine elektrische Energie.The advantages achieved by the invention are in particular that the long, flexible control cable between the actuator and valve tappet prevents the actuator from heating up. The servomotor, which can thus be arranged at any convenient point in the motor vehicle does not consume any electrical power in its two end positions Energy.

Ein Ausführungsbeispiel eines Ventils und zwei drehmomentabhängige Endabschaltungsanordnungen des Stellmotors sind zeichnerisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.An embodiment of a valve and two torque-dependent limit shutdown arrangements of the servomotor are shown in the drawing and are described in more detail below.

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Es zeigen:Show it:

Pig. 1 ein Ventil, das mit einem flexiblen Bedienungskabel mit dem Ritzel eines Stellmotors verbunden ist in seinem Längsschnitt,Pig. 1 a valve that is connected to the Pinion of a servomotor is connected in its longitudinal section,

Fig. 2 eine mechanische Endabschaltungsanordnung des Stellmotors und Pig. ]5 eine elektrische Endabschaltungsanordnung des Stellmotors.Fig. 2 shows a mechanical end shutdown of the servomotor and Pig. ] 5 shows an electrical end shutdown arrangement for the servomotor.

Im Ausführungsbeispiel nach Pig. 1 ist ein Ventilstößel 1 gleitend in einem Hüllrohr 2 geführt, welches schräg an ein Ventildurchführungsteil j5 angeschraubt ist. Ein Verschlußteil 4, welches mit dem Ventilstößel, 1 fest verbunden ist, verschließt in gesperrtem Zustand des Ventils einen Ventilsitz 5· Ein mit dem Ventilstößel 1 fest.verbundener Teleflex-Zug 6 führt zum Ritzel 7 eines Stellmotors. Unter dem Handelsnamen Teleflex-Zug ist ein in einer flexiblen Hülle 8 gleitend geführtes Kabel 9 bekannt, auf welchem eine Drahtspirale 10 befestigt ist. Der Windungsabstand der Drahtspirale 10 ist mit dem Zahnabstand des Ritzels 7 identisch. Die Zähne des Ritzels 7 greifen in die Windungen der Spirale 10 ein und verschieben beim Drehen des Ritzels das Kabel 9 in der Hülle 8 in seiner "Längsrichtung. Der mit dem Kabel 9 fest verbundene Ventilstößel 1 kann somit bewegt werden.In the embodiment according to Pig. 1 is a valve lifter 1 sliding in one Cladding tube 2 guided, which is screwed obliquely to a valve leadthrough part j5 is. A closure part 4, which is fixed to the valve stem, 1 is connected, closes a valve seat in the blocked state of the valve 5 A Teleflex cable 6 firmly connected to the valve tappet 1 leads to the pinion 7 of a servomotor. A cable 9 slidably guided in a flexible sheath 8 is known under the trade name Teleflex-Zug which a wire spiral 10 is attached. The distance between the turns of the wire spiral 10 is identical to the tooth spacing of the pinion 7. The teeth of the pinion 7 engage in the turns of the spiral 10 and move when Rotating the pinion the cable 9 in the sheath 8 in its "longitudinal direction. The valve tappet 1 firmly connected to cable 9 can thus be moved.

Bei dem Ausführungsbeispiel einer - drehmomentabhängigen, mechanischen Endabschaltung des Stellmotors nach Fig.- 2 wird ein Zahnrad 11, das sich.um eine Achse 12 bewegt, von einer Schnecke 13 angetrieben. Eine Blattfeder 14, die mit der Achse 12 fest verbunden ist, greift mit ihren beiden Enden in zwei Vertiefungen 15 des Zahnrades 11 ein. Ein elektrischer Doppelschleifkontakt l6, der elektrisch isoliert fest mit der Achse 12 verbunden ist, drückt mit seinen Kontaktpunkten elastisch auf zwei Kontaktstreifen 17, welche elektrisch isoliert auf dem Zahnrad angebracht sind. Zwei seitliche Schleifkontakte 18 liegen ebenfalls elastisch auf den beiden Kontaktstreifen 17 auf. Ein mittlerer Schleifkontakt 19 drückt elastisch auf das Zentrum des Doppelschleiflcontaktes 16.In the embodiment of a - torque-dependent, mechanical limit switch of the servomotor according to Fig.- 2, a gear 11, which is an axis 12 is moved, driven by a worm 13. A leaf spring 14, which is firmly connected to the axle 12, engages with its two ends in two recesses 15 of the gear 11. An electrical double sliding contact l6, which is electrically insulated and firmly connected to the axis 12, presses elastically with its contact points on two contact strips 17, which are attached to the gearwheel in an electrically isolated manner. Two side Sliding contacts 18 also rest elastically on the two contact strips 17. A middle sliding contact 19 presses elastically on the center of the double grinding contact 16.

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Beim Einschalten des Stellmotors bewegt dieser über die Schnecke 13 das Zahnrad 11. Dieses überträgt durch die Blattfeder 14 eine Bewegung auf die Achse 12, welche ihrerseits über das Ritzel und den Teleflex-Zug den Ventilstößel bewegt. Wenn der Ventilstößel 1 in einer seiner beiden"Endstellungen angekommen ist, tritt in den Getriebeteilen plötzlich ein hohes Drehmoment auf. Zwischen dem Zahnrad 11 und der Achse 12 entsteht aufgrund der das Drehmoment übertragenden, elastischen Blattfeder 14 ein Verdrehwinkel. Von einer bestimmten Größe des Drehmomentes bzw. des Verdrehwinkels ab gleitet der Schleifkontakt 16 über das Ende einer der beiden Kontaktstreifen 17 hinaus. Die elektrische Verbindung des mittleren Schleifkontaktes 19 zu einem der beiden Kontaktstreifen 17 ist jetzt unterbrochen. Zum anderen der beiden Kontaktstreifen 17 besteht jedoch noch eine elektrische Verbindung. Die mechanische EndabsehaltungsanOrdnung nach Fig. 2 ist unter der Nr. 21 in Fig. 3 eingezeichnet.When the servomotor is switched on, it moves the via the screw 13 Gear 11. This transmits through the leaf spring 14 a movement to the axis 12, which in turn via the pinion and the Teleflex train Valve tappet moved. When the valve stem 1 is in one of its two "end positions has arrived, suddenly a high torque occurs in the transmission parts. Between the gear 11 and the axis 12 arises due to of the elastic leaf spring 14 transmitting the torque, an angle of rotation. From a certain size of the torque or the angle of rotation the sliding contact 16 slides over the end of one of the two contact strips 17. The electrical connection of the middle sliding contact 19 to one of the two contact strips 17 is now interrupted. However, there is still an electrical connection to the other of the two contact strips 17. The mechanical end stop arrangement according to Fig. 2 is below No. 21 is shown in FIG. 3.

Fig. 3 enthält sowohl eine drehmomentabhängige, elektrische Endabschaltungsanordnung 20 wie auch die in Fig. 2 beschriebene drehmomentabhängige, mechanische Endabschaltungsanordnung 21. Die beiden EndabschaItungsanordnungen werden wahlvrei.se verwendet. Bei Verwendung einer der beiden Endabschaltungsanordnungen 20 oder 21 fällt somit die andere weg, und die elektrischen Leitungen, die zu ihr geführt haben, werden kurzgeschlossen.Fig. 3 includes both a torque dependent electrical limit shutdown arrangement 20 as well as the torque-dependent, mechanical one described in FIG. 2 End shutdown arrangement 21. The two end shutdown arrangements Wahlvrei.se are used. When using one of the two limit switch arrangements 20 or 21, the other is omitted, and the electrical lines that led to it are short-circuited.

Die beiden Magnetwicklungen 23 eines als Stellmotor 22 verwendeten Umkehrmotors sind mit einem Umschaltrelais 24 verbunden. Zwischen die beiden Magnetwicklungen 23 und den in Reihe liegenden Anker 2^ des Umkehrmotors 22 ist die in Fig. 2 dargestellte mechanische Endabschaltungsanordnung 21 geschaltet. Die Magnetwlcklung 26 des Umschaltrelais 24 ist einerseits mit Masse und andererseits mit einem Steuergerät verbunden. Der Schalter 27 des Umschaltrelais 24 ist über die elektrische Endabschaltungsanordnung 20 mit der Stromversorgung verbunden. Die elektrische Endabschaltungsanordnung 20 besteht aus einem Relais mit einer Stromwicklung 28 und einer Spannungswicklung 29. Der Schaltkontakt 30 und die Stromwicklung 28 sind in Reihe geschaltet. Die Spannungswicklung 29 ist parallel zum Schaltkon-The two magnet windings 23 of a reversing motor used as a servomotor 22 are connected to a changeover relay 24. Between the two magnet windings 23 and the series armature 2 ^ of the reversing motor 22 the mechanical limit shutdown arrangement 21 shown in FIG. 2 is switched. The magnetic winding 26 of the switching relay 24 is on the one hand with Ground and on the other hand connected to a control unit. The switch 27 of the changeover relay 24 is via the electrical limit switch-off arrangement 20 connected to the power supply. The electrical end shutdown assembly 20 consists of a relay with a current winding 28 and one Voltage winding 29. The switching contact 30 and the current winding 28 are connected in series. The voltage winding 29 is parallel to the switching con-

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takt 30 geschaltet. In Ruhestellung ist der Schalter 30 geschlossen. Zwei Freilauf dioden 31 sind jeweils parallel zu den Magnetwiclclungen der beiden Relais 20 und 2.K geschaltet. · 'cycle 30 switched. In the rest position, the switch 30 is closed. Two free-wheeling diodes 31 are each connected in parallel to the magnetic windings of the two relays 20 and 2.K. · '

Die Wirkungsweise der elektrischen Endabschaltungsanordnung 20 besteht darin, daß der Stellmotor 22.,· wenn der Ventilstößel 1 eine seiner beiden Endstellungen erreicht hat, einen höheren Strom aufnimmt, der die Stromwicklung 28 im Relais der elektrischen Endabschaltungsanordnung 20 veranlaßt, den Schaltkontakt 30 zu öffnen. Die Stromzufuhr zum Stellmotor 22 ist damit unterbrochen. Bei einem dem Stellmotor nachgeschalteten Schneckengetriebe ist der Ventilstößel 1. somit in jeder seiner Endstellungen festgehalten. Damit sich der Schalter 30 wegen der jetzt stromlosen Stromwicklung 28 nicht wieder schließt, ist eine Spannungswicklung 29 vorgesehen, an der bei geöffnetem Zustand' des Sohaltkontaktes 30 eine-Spannung anliegt, die den Schalter geöffnet hält. Erst durch eine kurze Stromunterbrechung kann sich .der Schalter 30 wieder schließen. Das Umschaltrelais 2h wird durch ein Steuergerät gesteuert und versorgt wahlweise die beiden Magnetwicklungen 23 des Stellmotors 22 mit elektrischem Strom. Dies bewirkt einen Rechts- oder Linkslauf des, Stellmotors 22. Die den Magnetwicklungen der Relais parallelgeschalteten Freilaufdioden 31 dienen dem Schutz der Halbleiterelemente im Steuergerät. Die zwischen den Magnetwicklungen 23 und dem Anker 25 des Stellmotors 22 geschaltete mechanische Endabs chaltungsanordnung unterbricht in jeder der beiden Endstellungen des Ventilstößels die Verbindungsleitung zwischen dem Anker 25 und einer der beiden Magnetwicklungen 23. Die Verbindung zur anderen Magnetwicklung bleibt, bestehen, 'so daß der Stellmotor 22 in der entgegengesetzten Drehrichtung bewegt werden kann.The mode of operation of the electrical limit switch arrangement 20 is that the servomotor 22, when the valve tappet 1 has reached one of its two end positions, absorbs a higher current, which causes the current winding 28 in the relay of the electrical limit switch arrangement 20 to open the switching contact 30. The power supply to the servomotor 22 is thus interrupted. In the case of a worm gear connected downstream of the servomotor, the valve tappet 1. is thus held in each of its end positions. So that the switch 30 does not close again because the current winding 28 is now de-energized, a voltage winding 29 is provided to which a voltage is applied when the so-holding contact 30 is in the open state, which keeps the switch open. Only after a short power interruption can the switch 30 close again. The changeover relay 2h is controlled by a control unit and optionally supplies the two magnet windings 23 of the servomotor 22 with electrical current. This causes the servomotor 22 to run clockwise or counterclockwise. The freewheeling diodes 31 connected in parallel to the magnet windings of the relays serve to protect the semiconductor elements in the control device. The switched between the magnet windings 23 and the armature 25 of the servomotor 22 mechanical Endabs circuit arrangement interrupts the connecting line between the armature 25 and one of the two magnet windings 23 in each of the two end positions of the valve stem. The connection to the other magnet winding remains, 'so that the Servomotor 22 can be moved in the opposite direction of rotation.

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Claims (1)

Ansprüche · ' Claims · ' Ventil für Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Abgasbypassventil zur Umleitung der Abgase über einen Reaktor oder Katalysator, mit einem Stellglied und mit einem in einem Hüllrohr geführten Ventilstößel, an dem sich ein Verschlußteil befindet, mit welchem ein Ventilsitz verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied ein Stellmotor (22) vorgesehen ist, der über ein in einer flexiblen Hülle (8) geführtes Bedienungskabel (9) mit dem Ventilstößel (l) verbunden ist.Valve for exhaust lines of internal combustion engines, in particular exhaust gas bypass valve for diverting the exhaust gases via a reactor or catalyst, with an actuator and with one guided in a cladding tube Valve tappet on which there is a closure part with which a valve seat can be closed, characterized in that as an actuator a servomotor (22) is provided, which is connected to the valve tappet (l) via an operating cable (9) guided in a flexible sheath (8) connected is. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ritzel (7) am Stellmotor (22) in die Windungen einer um das Bedienungskabel (9) angeordneten Spirale (10) eingreift und so das Bedienungskabel (9) und den Ventilstößel (l) bewegt und daß der Windungsabstand der Spirale (10) mit dem Zahnabstand des Ritzels (7) übereinstimmt.2. Valve according to claim 1, characterized in that a pinion (7) on the Servomotor (22) engages in the turns of a spiral (10) arranged around the operating cable (9) and thus the operating cable (9) and the Valve tappet (l) moves and that the distance between the turns of the spiral (10) with corresponds to the tooth spacing of the pinion (7). 3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (7) über ein Sehneckengetriebe vom Stellmotor (22) antreibbar ist,, um den Ventilstößel (1) in seinen beiden Endstellungen bei Abschaltung des Stellmotors (22) festzuhalten.3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the pinion (7) can be driven by the servomotor (22) via a tendon gear, by the Hold the valve tappet (1) in both of its end positions when the servomotor (22) is switched off. 409817/0515409817/0515 Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3*. dadurch gekennzeichnet, daß eine drehmomentabhängige, elektrische Endabschaltung des Stellmotors (22) in seinen beiden Endstellungen durch einen Schwellwert-Schalter vorgesehen ist.Valve according to one of Claims 1 to 3 *. characterized in that a torque-dependent, electrical end switch-off of the servomotor (22) is provided in its two end positions by a threshold value switch. 5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter als Relais mit einer Stromwicklung (28) und einer Spannungswicklung (29) ausgebildet ist und daß ein Schaltkontakt (50) im stromlosen Zustand geschlossen ist'.' · "5. Valve according to claim 4, characterized in that the threshold switch is designed as a relay with a current winding (28) and a voltage winding (29) and that a switching contact (50) in the de-energized State is closed '.' · " 6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Schwellwertschalter zum Verändern der Drehrichtung des Stellmotors (22) vorgesehen ist.6. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one further threshold switch is provided for changing the direction of rotation of the servomotor (22). 7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine drehmomentabhängige, mechanische Endabschaltungsanordnung ' (21) des Stellmotors (22) in seinen beiden Enstellungen vorgesehen ist.7. Valve according to one of claims 1 to 3 or 5 »characterized in that that a torque-dependent, mechanical limit switch arrangement '(21) of the servomotor (22) is provided in its two settings. 8. Ventil nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehmoment von einem der Antriebsteile durch eine Feder, vorzugsweise eine Blattfeder auf ein anderes Antriebsteil übertragbar ist, was bei jeder Endstellung des Ventilstößels (1) einen Verdrehwinkel der beiden Antriebsteile gegen einander bewirkt und daß bei -einem bestimmten maximalen Verdrehwinkel ein elektrischer Doppelschleifkontakt (16) an einem Antriebsteil einen Kontaktstreifen (17) auf dem anderen Antriebsteil verläßt und die Stromversorgung des Stellmotors (22) unterbricht.8. Valve according to claim 7 *, characterized in that a torque from one of the drive parts by a spring, preferably a leaf spring can be transmitted to another drive part, which causes an angle of rotation of the two drive parts against each other in each end position of the valve stem (1) and that At a certain maximum angle of rotation, an electrical double sliding contact (16) on one drive part leaves a contact strip (17) on the other drive part and interrupts the power supply to the servomotor (22). 409817/OS15409817 / OS15 LeerseiteBlank page
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