DE2255297A1 - Ventil fuer abgasleitungen von brennkraftmaschinen - Google Patents
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Description
R.I 2 0 5
25.9.1972 Ve/Sz
Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfs-Anmeldung
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfs-Anmeldung
ROBE-RT B O S C H GMEH,- Stuttgart
Die Erfindung betrifft ein Ventil für Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen,
insbesondere ein Abgasrückführungsventil., durch das bei bestimmten Betriebszuständen
zur Verminderung der schädlichen Bestandteile in den Abgasen ein Teil dieser Abgase von der Abgasleitung in das Saugrohr rückführbar ist,
mit einem pneumatisch regelbaren Stellglied und mit einem in-einem Hüllrohr'
geführten Ventilstößel, an dem sich ein Verschlußteil befindet, mit welchem ein Ventilsitz verschließbar ist. .
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Es sind durch den Saugrohrdruck pneumatisch regelbare Abgasrückführungsventile
bekannt, die Jedoch zur Steuerung des Saugrohrdrucks ein als zweites Bauelement gestaltetes Magnetventil auf v/eisen. Weiterhin sind Anordnungen
bekannt, bei denen der Saugrohrdruck ein Magnetventil steuert. Diese Anordnungen
sind jedoch auf die Verwendung großer und schwerer Magnete angewiesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in einer baulichen Einheit
integrierte, leichte und billige Ventilanordnung zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Stellglied mindestens
eine durch den Unterdruck im Saugrohr der Brennkraftmaschine pneumatisch betätigbare,
mit dem Ventilstößel fest verbundene Membran sowie ein Magnetventil vorgesehen ist, welches in einer ersten Schaltstellung den auf einer Seite der
Membran liegenden, regelbaren Druckraum im Stellglied mit einer Unterdruckleitung
zum Saugrohr der Brennkraftmaschine und in einer zweiten Schaltstellung mit dem Außendruck verbindet.
Tin eine kontinuierliche Abgasregelung zu erreichen, ist im Stellglied eine
zweite, durch einen Abstandshalter mit der ersten verbundene parallele Membran vorgesehen, wobei der Druokraum vor der zweiten Membran immer mit der
Unterdruckleitung verbunden ist, und der kraftmäßig in gleicher Richtung wirkende Druckraum vor der ersten Membran durch das Magnetventil steuerbar
ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß
die ganze Anordnung aus einer baulichen Einheit besteht, die sehr leicht ist und sehr billig herzustellen ist. Die Abgasrückführung ist kontinuierlich
regelbar, d. h. bei Erhöhung der Drehzahl wird immer mehr Abgas in das
Saugrohr zurückgeführt. Im Leerlauf der Brennkraftmaschine und oberhalb einer Grenzdrehzahl von etwa 3 500 Umdrehungen pro Minute soll überhaupt kein Abgas
mehr zurückgeführt werden und das Ventil kann durch eine Steuerelektronik ganz geschlossen werden. '
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Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt und *
werden im folgenden näher beschrieben. - ·
Es zeigen: .'
Pig. 1 ein Ventil im Längsschnitt, dessen Stellglied eine pneumatisch
regelbare Membran und ein Magnetventil enthält,
Fig. 2 eine auf dem Saugrohr befestigte Ventilanordnung im Längsschnitt,
die ein Ventil nach Abbildung 1 und ein durch die Drosselklappe betätigbares, kontinuierlich regelbares Zusatzventil enthält,
Fig. 3 ein Ventil nach Fig. 1 im Längsschnitt, das jedoch zwei parallel
geschaltete Membranen aufweist,
Fig. 4 ein kontinuierlich regelbares Ventil nach Fig. 1 im Längsschnitt,
das zwei getrennt regelbare Membranen aufweist.
In Fig. 1 ist ein dünnwandiges, als Ziehteil hergestelltes Hüllrohr 1 in
eine schräge Bohrung eines als Drehteil, gefertigten Ventildurchführungsteils
eingelötet. Das Hüllrohr 1 ist an einem Ende als Ventilsitz 3 ausgebildet
und ist an seinem anderen Ende mit einem Stellglied 4 fest verbunden. Eine
Öffnung 5 in dei>
Wandung des Hüllrohrs 1 gestattet den Durchfluß der Abgase durch das Ventildurehführungsteil 2. Im Hüllrohr 1 ist ein verschiebbarer
Ventilstößel 6 mit einem Verschlußteil 7 vorgesehen. Ein Zentrierte!!" 8 zentriert
den Ventilstößel 6 und schützt die Dichtmembran 9 vor direkter Abgasbeaufschlagung.
Eine Dichtmembran 9 ist zwischen dem Hüllrohr 1 und dem Gehäuse des Stellgliedes 4 nach außen dichtend eingeklemmt. Eine Membran 10,
die dichtend im Gehäuse des Stellgliedes 4 festgeklemmt ist, teilt das Stellglied
in einen regelbaren Druckraum 11 und einen Außendruckraum 12 auf. Im Zentrum ist die Membran 10 über ein Verbindungsteil 13 mit dem Ventilstößel,
fest verbunden. Die Dichtmembran 9 ist in ihrem Zentrum ebenfalls mit dem
Verbindungsteil 13 dichtend und fest verbunden. Eine im regelbaren Bruekraum
11 an der Membran 10 anliegende Seheibe 14 ist mit dem Verbindungsteil
13 fest verbunden. Eine Druckfeder 15 im regelbaren Druckraum .11 ist
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zwischen eine Pederhalterung 16 und die Scheibe 14 gespannt," so daß Im
Ruhezustand das Ventil geschlossen ist. In einer Gehäuseausbuchtung 17 des Stellgliedes 4 befindet sich eine Magnetwicklung 18 eines Magnetventils. 19.
Eine als Magnetanker dienende Blattfeder 20 ist an einem Ende fest mit dem
Gehäuse des Stellgliedes 4 verbunden und trägt am anderen freien Ende ein Dichtungsteil 21. Eine Unterdruckleitung 22 und eine Außendruekleitung 2j5
führen aus dem Stellglied 4 heraus. Die beiden Leitungen 22 und 2>
münden im regelbaren Druckraum 11 auf den beiden Seiten des Dichtungsteils 21, so
daß im Ruhezustand des Magnetventils 19 die Außenleitung 2J durch die Blattfeder
20 und im erregten Zustand des Magnetventils 19 die Unterdruckleitung durch die Blattfeder 20 verschlossen ist.
Beim Starten der Brennkraftmaschine entsteht im Saugrohr ein Unterdruck,
der über die Unterdruckleitung 22 das Ventil öffnet. Im Leerlauf oder ab einer bestimmten Grenzdrehzahl von ca. J5 500 Umdrehungen pro Minute, wo
eine Abgasrückführung nicht erwünscht ist, kann durch eine Steuerelektronik das Magnetventil 19 betätigt werden, so daß der regelbare Druckraum 11 nun
mit dem Außendruck verbunden ist, was ein Schließen des Ventils bewirkt.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist das Hüllrohr 1, welches wie in Fig.
mit einem Stellglied 4 verbunden ist, in ein Ventildurchführungsteil 100 eingelötet,
welches mit einem Saugrohr 101 in Höhe einer Drosselklappe 102 fest verbunden ist. Statt einer Lötverbindung ist auch eine Schraubverbindung möglich.
Die Drosselklappenachse 103 ragt durch eine Bohrung im Saugrohr 101 in
den Ventildurchführungsteil 100 hinein und ist dort mit einer senkrecht zur Drosselklappenachse 103 liegenden Scheibe 104 fest verbunden. Eine Druckfeder
106 preßt ein Plättchen 105 auf die Scheibe 104, welche dadurch dichtend
auf einer planen Fache 107 des Saugrohrs 101 aufliegt. In der Scheibe
ist eine Scheibenaussparung 108 vorgesehen, die im gleichen Abstand von der
Drosselklappenachse 1Q5 verläuft, wie eine Saugrohraussparung 109 im Saugrohr
101. Im Ventildurchführungsteil 100 ist seitlich eine Abgaseintrittsöffnung 100 vorgesehen.
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Die Abgase treten durch die Abgaseintrittsöffnung 110 in den. Ventildurchführungsteil
ein, passieren bei geöffnetem Ventil den Ventilsitz 3 und
treten bei Überlappung der Scheibenaussparung 108 und der Sapgrohraussparung
109 durch diese in das Saugrohr 101 ein. Die Aussparungen 108 und 109 sind zueinander so angeordnet, daß bei geschlossener Drosselklappe
102 gerade keine Überlappung eintritt. Erst beim Öffnen der Drosselklappe
tritt eine Überlappung ein, die mit zunehmendem Öffnungswinkel der
Drosselklappe 102 immer größer wird. Bei einer Drosselklappenstellung, die
einer Drehzahl der Brennkraftmaschine von etwa 3 500 Umdrehungen pro Minute
entspricht, kann durch eine Steuerelektronik das Magnetventil 19 betätigt
werden, worauf das Sehließgiied 7 den Ventilsitz 3 verschließt. Die Abgasrückführung
ist jetzt unterbrochen.
Beim Ausführungsbeispiel' nach Fig< 3 ist im Stellglied 4 eine zweite Membran
200 vorgesehen, die ebenso wie die erste Membran 10 an das Gehäuse des
Stellglieds 4 mit Hilfe eines Trennstücks 201 festgeklemmt ist. Ein Abstandshalter
202 verbindet den Ventilstößel 6 fest mit'den beiden Membranen und
beviirkt, daß diese parallel verlaufen. Die .beiden Membranen 10 und 200,
die Dichtmembran 9 sowie eine Zwischenmembran 2Q3 sind je in ihrem Zentrum
dichtend mit dem Abstandshalter 202 verbunden. Die Zwischenmembran 203 verschließt dicht eine Bohrung im Trennstück 201. Es wird dadurch neben dem
ersten Außendruckraum 12 ein zweiter Außendruckraum 204 gebildet. Ein Kanal
205 im Abstandshalter 202 verbindet den ersten regelbaren Druckraum 11
mit einem zweiten simultan regelbaren Druckraum 206. Pur die übrigen Teile
von Fig. 3 gilt die Beschreibung von Fig. 1.
Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 3 entspricht ebenfalls der von
Fig. 1, jedoch wird durch den zusätzlichen zweiten Druckraum 206 bei gleichem Unterdruck eine doppelte Stellkraft auf den Ventilstößel erreicht, da
die wirksame Membranfläche-verdoppelt ist. Wenn eine erhöhte Stellkraft nicht
erforderlich ist, kann der Außendurchmesser des Stellgliedes 4 um den Faktor 12* verkleinert werden, um die gleiche Stellkraft wie ein Stellglied mit ,einer "
einzigen Membran zu erreichen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. h unterscheidet sich von Fig. 3 dadurch,
daß kein Kanal im Abstandshalter 202 vorgesehen ist, der die beiden regelbaren
Druckräume 11 und 206 miteinander verbindet. Es mündet· dafür eine
zweite Unterdruckleitung 300 zwischen den Membranen 10 und 200 ins Stellglied 4 ein. Eine Bohrung 301 im Trennstück 201 verbindet die zweite Unterdruckleitung
300 mit dem zweiten regelbaren Druckraum 2O5. Das Schließglied 7 am Ventilstößel 6 ist auf der dem Stellglied 4 gegenüberliegenden
Seite des Ventilsitzes 3 angeordnet. Dadurch ist der Ventilsitz 3 im Ruhezustand
des Stellglieds geöffnet. Ein verändertes Durchführungsteil 302 weist eine Ausbuchtung 303 auf, in welchem sich das Schlieflglied bewegt.
Die übrigen Teile der Anordnung nach Fig. 4 entsprechen Fig. 3·
Die zweite Unterdruckleitung 300 ist ständig mit dem Saugrohrdruck verbunden.
Die erste Unterdruckleitung 22 ist im Ruhezustand des Magnetventils ebenfalls mit dem Saugrohrdruck verbunden. Die Druckfeder 15 ist so dimensioniert,
daß in diesem Zustand der Ventilsitz 3 verschlossen ist. Dieser Zustand soll beim Leerlauf und oberhalb einer Drehzahl von etwa 3 500 Umdrehungen
pro Minute der Brennkraftmaschine vorliegen. VJird die Leerlaufdrehzahl überschritten, betätigt eine Steuerelektronik das Magnetventil 19
und der regelbare Druckraum 11 ist jetzt mit dem Außendruck verbunden. Der Saugrohrdruck steuert nun kontinuierlich über die zweite Unterdruckleitung
300 den zv?eiten regelbaren Druckraum 206. Der bei Erhöhung der Motordrehzahl
steigende Saugrohrdruck öffnet den Ventilsitz 3 immer mehr, bis bei einer maximalen Drehzahl von 3 500 Umdrehungen pro Minute durch Betätigung
des Magnetventils 19 der Ventilsitz 3 verschlossen wird.
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Claims (1)
- Ansprüche .( 1.) Ventil für Abgasleitungen von Brennkraftmasehinen, insbesondere Abgasrückführungsventil, durch das bei bestimmten Betriebszustanden zur Verminderung der schädlichen Bestandteile in den Abgasen^ein:Teil dieser . Abgase von der Abgasleitung in das Saugrohr rückführbar ist', mit einem pneumatisch regelbaren Stellglied und mit einem in einem Hüllrohr geführten Ventilstößel, an dem sich ein Verschlußteil befindet, mit "welchem ein Ventilsitz verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Stellglied (4) mindestens eine durch den Unterdruck im Saugrohr (101) der Brennkraftmaschine pneumatisch ,betätigbare, mit dem Ventilstößel (β) fest verbundene Membran (10) sowie ein Magnetventil (19) vorgesehen" ist, welches in einer ersten Sehaltstellung den auf einer Sei^e der Membran liegenden regelbaren Druckraum (11) im Stellglied (4) mit einer Unter- ' druckleitung (22) zum Saugrohr (101) der Brennkraftmaschine und in einer _ zweiten Sehaltstellung mit einer Außendruckleitung (23) verbindet.2, Ventil nach Anspruch 1,_ dadiirch gekennzeichnet, däß mit dem Mägnetven-• til (19)3 dessen Anker als einseitig befestigte Blattfeder (20) ausgebildet ist, welche aft ihrem anderen Ende mit einem elastischen Material, vorzugsweise Gummi beschichtet ist, wahlweise die Unterdruckleitung (22) oder die Außendruckleitung (23) verschliebar ist.4098 2 1 /0S3 83. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (1) und der Ventilstößel (6) zur Wärmeisolierung des Stellglieds (4) gegenüber dem Ventildurchführungsteil (2) aus'einem schlecht wärmeleitenden Material, vorzugsweise Chrom-Nickel-Stahl, mit geringen Materialstärken und langen Wärmeleitwegen hergestellt ist.4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (3) an dem als Ziehteil hergestellten Hüllrohr (l) vorgesehen ist und dieses in eine Schrägbohrung im Ventildurchführungsteil (2) so eingelötet ist, daß bei geöffnetem Ventil ein Strömungskanal durch den Ventilsitz (3) und eine Bohrung (5) im Hüllrohr (1) gebildet wird.5. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (l) und der Ventilstößel (6) als Bowdenzug ausgebildet sind.6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Stellglieds (4) zum Hüllrohr (1) hin eine Dichtmembran (9) aus elastischem Material, vorzugsweise Gummi, vorgesehen^ ist, welche mit ihrem äußeren Rand zwischen dem Hüllrohr (l) und dem Gehäuse des Stellglieds (4) und in der Mitte an dem durchgeführten Ventilstößel (6) dichtend festgeklemmt ist.7. Ventil nach Anspruch 1 bis 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventildurchführungsteil (110) mit dem Saugrohr (101) in Höhe der- 9 _ 409821 /0538Drosselklappe (103) fest verbunden ist und daß im Ventildurchführungsteil (100) zur zusätzlichen, kontinuierlichen 'Abgasregelung ein von der Achse (103) der Drosselklappe (102) steuerbares Zusatzventil vorgesehen ist. ·8. Ventil nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß mit der Achse (103) der Drosselklappe (102) eine mit einer Scheibenaussparung (lOS) versehene Scheibe (102I-) fest verbunden ist, daß eine Saugrohraussparung (109) im Saugrohr (101) vorgesehen ist und daß die beiden Aussparungen einWi Durchlaß für die rückströmenden Abgase bieten, welcher mit wachsendem Öffnungswinkel der Drosselklappe (102) größer wird.9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (3) durch eine Steuerelektronik im Leerlaufbereich und ab einer Grenzdrehzahl der Brennkraftmaschine, vorzugsweise 3 500 Umdrehungen pro Minute, verschließbar ist.10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Stellglied (h) eine zweite, durch einen Abstandshalter (202) mit der ersten Membran (10) verbundene parallele Membran (200) vorgesehen ist. ' . ' ■.,■■'■■"11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch- gekennzeichnet, daß im Abstandshalter (202) ein Kanal (205) vorgesehen ist, der den regelbaren Druckraum (11) vor der ersten Membran (10) mit einem Druckraum (206) vor der zweiten Membran (200) verbindet.- 10 -4098-21/053812. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur kontinuierlichen Abgasregelung der Druckraum (206) vor der zweiten Membran (200) inner mit dem Saugrohrdruck verbunden 1st und daS der kr&ftemMßig in gleicher Richtung wirkende Druckraura (11) vor der ersten Membran (10) durch das Ifegnetventil (10) steuerbar ist.40982 1/0538
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