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Abgasrückführventil
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgasrückführventil, welches, wie
der Name sagt, dazu dient, vom Motor ausgestossene Abgase diesem wieder zuzuführen.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Abgasrückfuhrventil
der im Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 2 genannten Art, und zwar insbesondere auf
ein solches Abgasrückführventil zur Verwendung bei Dieselmotoren. Zur Verwendung
in Verbindung mit einem Dieselmotor muß ein Abgasrückführventil thermisch hochbelastbar
sein, weshalb sich die vorliegende Erfindung insbesondere auf ein thermisch hochbelastbares
Abgasrückführventil bezieht.
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Abgasrückführventile sind in großer Zahl bereits bekannt.
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Die DE-AS 23 18 917 zeigt ein Abgasrückführventil für einen Benzinmotor,
bei dem zwischen der Membrandose und dem Ventilkörper ein Verbindungsrohr verläuft.
Eine Luftbypassleitung kreuzt das Verbindungsrohr und bewirkt dadurch eine Kühlung
des vom beweglichen Ventilteil, Verbindungsrohr und Dichtelement begrenzten Raums.
Die den durchströmenden Abgasen ausgesetzten Flächen des beweglichen Ventilteils
bzw. der Sitz können jedoch trotzdem auf Temperaturen geregelt werden,die ein Ablagern
von Abgasbestandteilen im Ventilschließbereich verhindern.
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Die DE-AS 26 35 377 beschreibt ein Abgasrückführventil mit einem Ventilkorper,
an dem eine Platte sowie ein Führungsteil für die Ventilstange befestigt sind. Die
in einer Membrandose untergebrachte Membran liegt verhältnismäßig nahe benachbart
zum oberen Ende des Ventilkörpers wie auch des
Führungsteils und
der Platte, so daß dann, wenn die zuletzt genannten Teile auf einer hohen Temperatur
liegen, eine Schädigung der Membran zu erwarten ist.
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Aus der DE-AS 23 65 340 ist ferner ein Abgasrückführventil bekannt,
bei dem das Ventilgehäuse aus Blech aufgebaut ist und eine im Ventilgehäuse befestigte
Führungsbuchse die Führung für die Ventilstange vorsi.eht. Am oberen Ende des Ventilgehäuses
ist eine ebenfalls aus Blech geformte Membrandose vorgesehen. Aufgrund'seines Aufbaus
ist ein solches Ventil nicht thermisch hoch belastbar. Obwohl der Abstand zwischen
dem oberen Ende des Ventilgehäuses und der Membran hier größer zu sein scheint als
bei der Konstruktion gemäß DE-AS 26 30 377, so ist doch die Membran bzw.' der sie
haltende untere Teller voll der Wärmeeinwirkung unterworfen, die vom oberen Ende
des Ventilgehäuses, dem Führungsteil, dem Stössel und auch dem die untere Hälfte
der Membrandose bildenden Membrantopf ausgeht.
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In der DE-PS 23 15 734 wird ein Abgasrückführventil beschrieben, bei
dem auf einem Ventilgehäuse eine aus Blech aufgebaute Membrandose sitzt. Zwischen
Ventilgehäuse und Membrandose ist eine nicht näher bezeichnete Schicht vorgesehen.
Unabhängig vom Aufbau dieser Schicht ist die Membran der vom Ventilgehäuse und auch
der Ventilstange kommenden Wärme ausgesetzt und daher für ein thermisch hohe Belastung
nicht geeignet.
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Sämtliche bisher erläuterten Abgasrückführventile sind fUr Benzinmotoren
vorgesehen, bei denen keine thermisch hohe Belastung auftritt.
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Nur beispielsweise sei erwähnt, daß bei thermisch hoher Belastung
des Abgasrückführventils, wie dies z. B. beim Betrieb mit Dieselmotoren auftritt,
die Abgastemperatur beispielsweise 0 bis zu 600 ° C und höher betragen kann, so
daß dann Temperaturen in der
Gegend von 250 ° C am oberen Ende
des Ventilgehäuses bzw.
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einem in das Ventilgehäuse eingesetzten Führungsteils auftreten können.
Dies könnte dann Temperaturen an der Menbran in der Größenordnung von 200 ° C zur
Folge haben, was zu einer Zerstörung der Membran fUhren, würde.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die, Aufgabe zugrunde, ein Abgasrückführventil
der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß es thermisch hoch belastbar ist.
Das Abgasrückführventil soll ferner einen einfachen, kostengünstigen Aufbau besitzen.
Ferner soll das Abgasruckfuhrventil thermisch stabil sein und ohne Wartung eine
hohe Betriebslebensdauer erreichen. Die Temperatur an der Membran des Abgasrückfuhrventils
soll beträchtlich abgesenkt werden, beispielsweise im obengenannten Beispiel auf
eine für die Membrane zulsssige Temperatur von 150° C oder weniger.
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Die vorliegende Erfindung sieht zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß
Mittel zur Verhinderung einer Erhitzung der Membran (Membranerhitzungsverhinderungsmittel)
im Atmosphärenraum des Abgasrückführventils vorgesehen sind.
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Die Membranerhitzungsverhinderungsmittel weisen vorzugsweise ein in
der Membrandose angeordnetes Ringblech auf, das mit seinem Außenrand am Innenumfang
im Atmosphärenraum der Membrandose befestigt ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an
der Ventilstange ferner ein Umlenktopf befestigt, der dazu dient, den vom Lager
der Ventilstange kommenden Heißluftstrom abzuhalten.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß der
Axialabstand zwischen dem Ringblech und der Membran möglichst groß gewählt ist.
Zu diesem Zweck wird ggf. die
Höhe des unteren Membrantopfs vergrößert.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung werden mehrere Langlöcher in der
Seitenwand des unteren Membrantopfes ausgebildet, welche zum Abführen der Wärme
nach außen dienen.
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Gemäß einer zusätzlichen Ausgestaltüng der Erfindung ist an der Ventilstange
benachbart zu dem unteren, die Membran haltenden Teller ein sternförmiges Teil vorgesehen,
welches über seine Rippen die von der Stange nach oben zur Membran geführte Wärme
an die umgebende Luft abgibt.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere
auch aus den Ansprüchen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, daß ein elastischer Metallbalg
den Hubausgleich übernimmt, so daß keine Membran erforderlich ist.
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Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung
zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbei spiel eines gemäß
der Erfindung ausgebildeten Abgasrückführventils; Fig. 2 einen Querschnitt längs
der Linie A-A in Fig. 1; Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Blechteil, welches beim
Ausführungsbeispie'l gemäß Fig. 1 Verwendung finden karin; Fig. 4 einen Schnitt
längs Linie B-B in Fig. 3; Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein sternförmiges Teil,
welches beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 dargestellt, aber auch beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 verwendbar ist; Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein,drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung; Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel der
Erfindung; Fig. 8 a eine bevorzugte, modifizierte Einzelheit "A" der Rippenkranzbefestigung
gemäß Fig. 8; Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein fünftes Ausführungsbei spiel der
Erfindung; Fig. 10 einen Längsschnitt durch ein sechstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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In den Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Abgasrückführventils 1 gezeigt. Abgasrück führventile und auch deren Funktion sind
seit langem bekannt und es sei in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die bereits
genannte DE-AS 23 18 917 verwiesen. Das erfindungsgemäße Abgasrückführventil 1 ist
thermisch hoch belastbar und besonders auch für den Einsatz bei Dieselmotoren geeignet.
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Das Abgasrückführventil 1 weist einen Ventilkörper 2 mit einem darinnen
angeordneten Führungsteil 3 auf, wobei eine einen oberen bzw. einen unteren Membrantopf
5 bzw. 6 bildende Membrandose 4 am Ventilkörper 2 befestigt ist. Eine Membran 7
ist in der Membrandose aufgespannt und ist mittig mit einer Ventilstange 8 verbunden,
die in einer Führungsbuchse 9 hin- und herbewegbar angeordnet ist.
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Der Ventilkörper 2 ist vorzugsweise ein Gußkörper, an dem mehrere
Gußrippen 80 angegossen sind. Die Gußrippen umfassen
den Ventilkörper
2 unterschiedlich weit, was man insbesondere in der Schnittansicht gemäß Fig. 2
erkennen kann. Vorzugsweise verlaufen die Gußrippen 80 im wesentlichen senkrecht
zur Ventillängs- oder Mittelachse 25.
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Der Ventilkörper 2 weist an seinem unteren oder von der Membran weg
weisenden Ende ein Befestigungsteil 38 auf. In diesem unteren Ende ist eine auf
der Ventillängsachse 25 verlaufende Einlaßbohrung 17 ausgebildet, die einen Ventilsitz
bildet.
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Mit dem Ventilsitz arbeitet ein im Ventilkörper 2 endendes (unteres)
Ende 10 - welches einen Ventilteller trägt - zusammen. Ebenfalls auf der Ventilachse
25 liegend, also fluchtend mit der -Einlaßbohrung 17, ist eine Aufnahmebohrung 26
im Ventilkörper 2 vorgesehen, in der das Führungsteil 3 sitzt.
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Quer zur Ventillängsachse 25 erstreckt sich im Ventilkörper 2 eine
Auslaßbohrung 18, von der aus das zur Verbrennung zurückzuführende Abgas weggeleitet
wird. Das vom Dieselmotor kommende Abgas wird dem Abgasrückführventil 1 über die
Einlaßbohrung 17 zugeführt.
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Das Führungsteil 3 ist vorzugsweise ein Gußkörper und trägt in einer
Mittelbohrung, und zwar im oberen zur Membrandose 4 hinweisenden Ende die Führungsbuchse
9. Das Führungsteil 3 weist einen Ringkörper 36 mit Flansch 37 auf. Der Ringkörper
36 hat einen der Aufnahmebohrung 26 entsprechenden Außendurchmesser und sitzt in
dieser. Vom Ringkörper 36 ragt zur Membrandose 4 hin ein Führungshals 32, der die
Buchse 9 umschließt und in entgegengesetzter Richtung ragt vom Ringkörper 36 ein
rohrförmiges Verbindungsteil 34 weg, welches in einem Ringteil 39 endet. Ringteil
39 hat wiederum einen Außendurchmesser entsprechend der Aufnahmebohrung 26 und bildet
den Abschluß des Führungsteils 3 hinsichtlich des durch die Auslaßbohrung 18 und
die Aufnahmebohrung 26 gebildeten Raums. Ringteil 39 unterstützt die Führung der
Ventilstange 8. Zwischen Ringkörper 36 und Ringteil 39 wird eine Umlaufnut 31 gebildet.
Erfindungsgemäß ist die Umlaufnut
31 so groß als möglich ausgebildet,
um die Kontaktfläche zum Ventilkörper 2 hin klein zu halten. Insbesondere ist der
wärmeleitende Querschnitt des rohrförmigen Verbindungsteils 34 soweit als möglich
verrringert. Ferner ist der bereits erwähnte Führungshals 32 mit einem möglichst
kleinen wärmeleitenden Querschnitt ausgebildet.
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Das Führungsteil 3 liegt mit seinem. Flansch auf einer benachbart
zur Aufnahmebohrung 26 gebildeten Auflagefläche des Ventilkörpers 2 auf und ist
daran durch mehrere Schrauben 16 befestigt, die durch Bohrungen im Flansch verlaufen
und die in Gewindebohrungen im Ventilkörper 2 eingeschraubt sind. Vorzugsweise ist
auf der Auflagefläche des Ventilkörpers 2 eine Isolationsscheibe 14 angeordnet,
und ferner sitzt unmittelbar zwischen der Unterseite des Flansches 37, der, wie
in Fig. 1 gezeigt, auch kreisrund sein kann, und der Isolationsscheibe 14 eine untere
Querwand 41 der noch näher zu beschreibenden Membrandose 4. Durch Anziehen der Schrauben
16 wird die Membrandose 4 zusammen mit dem Eibrungsteil 3 am Ventilkörper 2 befestigt.
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Die Membrandose 4 besitzt eine im wesentlichen kreiszylindrische Form
und ist rotationssymmetrisch zur Ventillängsachse 25 angeordnet. Die Membrandose
4 besteht aus dem bereits erwähnten unteren Membrantopf 6, der benachbart zum Führungsteil
3 angeordnet ist und dem oberen Membran topf 5, die über einen Anschlußstutzen 19
mit einer Unterdruckquelle verbindbar ist.
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Der obere und der untere Membrantopf 5 bzw. 6 sind gesonderte, aus
Blech geformte Blechteile, die an einer Verbindungsstelle (Membranallflage) 40 miteinander
beispielsweise durch Bördeln verbunden sind. Vorzugsweise ist an dieser Verbindungsstelle
40 auch der Außenumfang der Membran 7 mit befestigt.
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Mittig an der Membran ist das im Atmosphärendruckraum der
Dose
4 endende, d. h. das obere Ende 11 der Ventilstange 8 in der in der Zeichnung dargestellten
Weise befestigt (vernietet), und zwar unter Verwendung von einem unteren Membranteller
12 und einem oberen Membranteller 13. Der obere Membranteller 13 ist durch eine
Feder 21 beaufschlagt, die sich an einem Federteller abstützt, der durch eine Schraube
22 und Mutter 23 in bekannter Weise einstellbar ist.
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Der untere Membranteller 12 erstreckt sich in Radsialrichtung über
einen beträchtlichen Teil der Membran 7 und ist im Bereich seines Umfangsendes nach
unten weiter ausgezogen und bildet einen Schirmrand 66, um so die Strahlung von
unten gegenüber der Membran 7 abzuhalten. Vorzugsweise ist der Membrane teller 12
von unten verspiegelt oder er besteht aus Weißblech.
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Gemäß einer bevorzugten, nicht gezeigten Ausgestaltung kann die jeweils
zur Membran hinweisende Unterseite eines oder beider Membranteller 12, 13 geriffelt
sein, beispielsweise durch Einprägen von kreisförmig und radial verlaufenden Rillen,
so daß Luftpolster gebildet werden, die eine Verminderung des bei der Bewegung der
Membran auftretenden Klatschgeräusches der Teller auf die Membrane bewirken.
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Der untere Membrantopf 6 besitzt eine große Bauhöhe oder Lange 42,
um auf diese Weise die Wärmeabgabeoberfläche an die Umgebung zu erhöhen. Mit einem
möglichst großen Axialabstand 43 gegenüber der Lage der Membran 7 sind Schirmmittel
60 im unteren Membrantopf 6 angeordnet. Die Schirittel 60 bestehen vorzugsweise
aus einer Ringscheibe, c'ie in der Form eines tellerförmigen, in der Mitte rund
ausgesparten Blechs (Ringblech) ausgebildet sein kann. Die in der Mitte befindliche
Aussparung, das Lcch, ist mit 62 bezeichnet. Das Umfangende des Ringblechs 60 ist
vorzugsweise umgebogen und bildet so eine Ringwand 61, was den Schirmmitteln 60
insgesamt die Form einer Wanne gibt. An das Ringblech 60 ist vorzugsweise von unten
verspiegelt oder es besteht aus Weifblech.
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Die Befestigung der Schirmmittel 60 an der Innenwand des unteren
Membrantopfes 6 kann durch Sicken, Löten, Punktschweißen
oder
Krampen erfolgen. Vorzugsweise kann die Befestigung der Schirmmittel 60 in der in
Fig. 1 gezeigten Weise erfolgen, wo Eindrückungen 63 das freie Ende der Ringwand
halten und Umbiegungen 64 der Wand des unteren Membrantopfes 6 eine Auflage bilden.
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Vorzugsweise sind in dem unteren Membrantopf 6 im Bereich zwischen
den Schirmmitteln 60 und der unteren Querwand 41 Langlöcher 65 ausgebildet, durch
die Atmosphärenluft in den unteren Membrantopf eintreten kann.
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Vorzugsweise werden die Umbiegungen 64 durch Material gebildet, welches
bei der Ausbildung der Langlöcher 65 anfällt.
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Die Schirmmittel 60 sind von größter Wichtigkeit insofern, als sie
die Lärmgeräusche der Membranteller 12 und 13 von der Umgebung fern halten. Diese
Lärmgeräusche treten in der Form eines unangenehmen Klatschens der Mebranteller
12, 13 auf die Membran auf. Weitern führen die Schinmmittel 60 Warme per Umlenkkonvektion
und Leitung an die Umgebung ab. Zudem halten die Schirmmittel 60, insbesondere wenn
sie verspiegelt sind, die Wärmestrahlung von unten ab.
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Die Schirmmittel 60 sind somit Mittel zur Verhinderung einer Erhitzung
(genauer gesagt einer Überhitzung) der Membran, d. h. sog. Membranerhitzungsverhinderungsmittel.
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Sie sind mit dem Membrandosenunterteil 6 in möglichst großen Abstand
zur Membranauflage 40 verbunden. Dieseldembranerhitzungsverhinderungsmittel können
weiter verbessert werden durch ein vorzugsweise untertassenförmiges Blechteil 50.
Dieses Blechteil 50 ist an der zur Membrandose 4 hinweisenden Stirnseite des Führungsteils
3 befestigt, und zwar mittels der bereits erwähnten Schrauben 16. Zu diesem Zweck
sind am Blechteil 50 mehrere Laschen 52 mit Bohrungen herausgestanzt, durch welch
letztere die Schrauben 16 verlaufen; vgl. dazu insbesondere die Fig. 3 und 4. Das
Blechteil 50 besitzt einen radial schräg nach außen verlaufenden Ringteil 53 der
in einem Randteil 51
endet. Der Durchmesser des Blechteils 50 liegt
in etwa in der Größenordnung des Innendurchmessers des unteren Membrantopfes 6.
Die Höhe des Blechteils 50,gebildet durch den schräg nach außen verlaufenden Teil,
entspricht in etwa der Höhe des Führungshalses 32. Das Blechteil 50 ist vorzugsweise
von unten verspiegelt oder besteht aus Weise blech.
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Die Schrauben 16 weisen einen Schraubenhals 24 wie bei einer Dehnschraube
auf, d. h. sie sind, wie in Fig. 1 gezeigt, gegenüber dem Schraubabschnitt verjüngt,
so daß sich ein höherer Widerstand gegenüber der Wärmeleitung ergibt.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen ein weiteres Abgasrückführventil 20 der Erfindung.
Vcn besonderer Wichtigkeit in dem Ausflihruisbeispiel gemäß Fig. 5 sind die Umlenkmittel
70, die an der Ventilstange 8 befestigt sind. Die Umlenkmittel 70 sind topfförmig
ausgebildet und werden im folgenden als Umlenktopf 70 bezeichnet.
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Der Umlenktopf 70 weist eine ldittelbohrung auf, die einen Innendurchmesser
besitzt, der dem Außendurchmesser der Ventilstange 8 entspricht, und zwar an ihrem
oberen verjungen Ende 11. Der Ulenktcpf 70 sitzt dort, wo das verjüngte Ende 11
in den den normalen Außendurchmesser a-ifweisenden Teil der Ventilstange 8 übergeht.
Der Umlenktopf 7 ist dort beispielsweise angelötet. Der Umlenktopf 70 ist unmittelbar
benachbart zu dem in den unteren Membrantopf ragenden Ende der Führungsbuchse 9
angeordnet und weist einen in etwa waagrechten Teil 72 auf der einen Durchmesser
besitzt, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des Führungshalses 32. Von
diesem waagrechten Teil 32 aus ist nach unten ein Randteil 71 umgebogen, der benachbart
zur Oberseite der Köpfe der genannten Schrauben 16 endet.
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Dieser Umlenktopf 70 hält das durch die Führungsbuchse 9
kommende
Heiß abgas ab. Vorteilhaft ist dabei ferner, daß die Ventilstange 8 verjüngt ist,
so daß sich ein geringerer, wärmetragender Querschnitt zur Membran 7 hin ergibt.
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Insbesondere eine Kombination der Schirmmittel 60 gemäß Fig. 1 mit
den Umlenkmitteln 70 gemäß Fig: 5 führt zu besonders günstigen Ergebnissen hinsichtlich
einer Verhinderung der Erhitzung der Membran 7.
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Fig. 5 zeigt eine weitere, erfindungsgemäße Maßnahme zur eiteren Herabsetzung
der Erhitzung der Membran 7. Ein Ableitelement 89 ist an der Ventilstange 8 benachbart
zum unteren Membranteller befestigt. Das sternförmige Ableitelement 8c besitzt mehrere
strahlenförmig vom Befestigungspunkt mit dem unteren Membranteller 12 nach unten
weg ragende Rippen 86 Das Ableitelement 89 besteht vorzugsweise aus Aluminium, was
eine gute Warmeleitung und Wärmeabgabe an die Umgebung bewirkt. Das Ableitelement
89 dient als erweiterte Nietplatte. Die Funktion des Ableitelements 89 besteht darin,
daß die durch die Ventilstange 8 nach oben zur Membran 7 geführte Restwarme über
die Rippen an die umgebende Luft abgegeben wirc.
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Im übrigen sei hinsichtlich des Aufbaus des Abgasrückführventils 20
gemäß Fig. 5 auf die Beschreibung der Fig. 1 hingewiesen.
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In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abgasrücführventils
30 dargestellt. Dieses Abgasrückführventil 30 zeigt das Ableitelement 89 sowie den
Umlenktopf 70 gemäß Fig. 5. Ferner verwendet das Abgasrückführventil 30 die Schirmmittel
60 und das Blechteil 50 gemäß Fig. 1.
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Zusätzlich zeigt das Abgasrückführventil 30 noch Ablenkmittel 91 in
der Form eines Ablenkbleches, welches zwischen der Isolationscheibe 14 und der oberen
Stirnseite des Ventilkörpers 2 befestigt ist. Das Ablenkblech 91 kann nach ober.
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oder unten gekröpft sein und wird beim Anziehen der Schrauben 16 befestigt.
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Fig. 7 zeigt, wie bereits erwähnt, die Kombination der Umlenkmittel
70 mit den Schirmmitteln 60. Allein diese H.ombination bringt außerordentlich gute
Ergebnisse für den Schutz der Membran 7 gegenüber Wärmebelastung, und zwar wird
der Heißabgasstrom durch das Lager oder die Führungsbuchse 9 über den Umlenktopf
70 umgelenkt und durch dwe Schirmmittel 60 nach außen gelenkt. Vorzugsweise sind
zu diesem Zweck die Schirmmittel 60 mit einem nach unten weisenden Ringrand 66 ausgestattet.
Die waagrechten Teile des Umlenktopfes 70 und der S.chirmmittel 60 liegen vorzugsweise
in etwa auf einer Ebene. Das untere Ende des Ringrands 66 ist gegenüber dem unteren
Ende des Randteils 71 des Ur.ler.ktopfes 70 nach oben versetzt. Durch die Langlochöffnunger.
65 tritt das Heißgas nach außen.
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Das Ablenkblech 91 schließlich dient dazu, die vom Ventilkörper oder
vom Ventilgehäuse 2 kommende Wärme bereits vorher abzulenken, bevor sie noch über
den Führungskörper und die Führungsbuchse 9 zur Membran 7 gelangen kann. Es sei
darauf hingewiesen, daß der Flansch 37 vorzugsweise als runde Scheibe ausgeführt
ist, so daß der Wårmeübergang zum unteren Membrantopf 6 hin radial überall gleichmässig
und schnell von statten gehen kann. Das Blech 91 kann zum Gußflansch 14a hin sekantenformig
abgeschnitten sein un. b Befestigung des Abgasrückfuhrventils nicht hinderlich zu
sein.
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Die beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 gezeigten Maßnahmen können
einzeln und in Kombination Verwendung finden.
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Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abgasrückführventils
40. Wie bereits bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben, sind auch
hier Schirmmittel 60, Umlenkmittel 70 und ein untertassenförmiges Blechteil 50 vorgesehen.
Auch Ablenkmittel 91 sind vorhanden.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 sind aber die Schirmlttel 60 und
die Umlenkmittel 70 in anderer Weise ausgebildet. Der
die Umlenkmittel
70 bildende Umlenktopf ist zum Ende stärker unter die Schirmmittel in der Form der
Wanne 60 gezogen. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß der Randteil 71 des Topfes auch
als Kegel fläche ausgeführt sein kann. Das Abgas wird hier besser unter die Schirmmittel
(Ringblech) 60 geführt und kann nicht hoch zur Membran 7 ziehen.
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Beim Abgasrückführventil 40 ist femer in Verlängerung zum Umlenktopf
70 ein Rippenkranz am verJüngten Stangenende 11 vorgesehen. Dieser Rippenkranz besteht
aus drei oder mehr Rippen 73, 74, 75, die als Einzelstanzteile ausgeführt sein können
und aufeinandergesteckt sind. Geklemmt wird der Rippenkranz durch die Vernietung
der Membrane 7. Eine bevorzugte Art der Befestigung des Rippenkranzes zeigt Fig.
8a. Dort wird der Rippenkranz einfach mit einem am Ende befindlichen Flansch 15a
zwischen Nietplatte 12 a und Anschlag lla (vgl. dazu Fig. 8a) geklemmt. Dies gilt
vorzugsweise dann, wenn der Rippenkranz aus einem Teil (Al-Springgußteil) gefertigt
ist (vgl. dazu das Teil 76 in Fig. 9). Die Durchmesser der Rippen verJüngen sich,
wie gezeigt, nach oben hin. Durch diese Maßnahme wird die Wammeabgabe and die umgebende
Luft verbessert. Es sei femer darauf hingewiesen, daß die wannenförmig ausgebildeten
Schirmmittel 60 mit dem unteren Membrantopf 6 verkrampt sind.
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Das Abgasrückführventil 50 gemäß Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem der Rippenkranz gemäß Fig. 8 zusammen mit dem Umlenktopf
70 einstückig ausgebildet ist, und zwar insbesondere als ein Spritzgußteil 76 beispielsweise
bestehend aus einer eine gute Wärmeleitung aufweisenden Aluminiumlegierung. Eine
Federscheibe 77 hält das Spritzgußteil 76 gegen den Absatz 78 an der Ventilstange
8 auf Anschlag (Toleranzausgleich). Die Kraft wird über die Vernietung der Membrane
aufgebracht. Die Nietscheibe selbst sitzt ebenfalls auf Anschlag 79. Die wannenförmigen
Schirmmittel 60 sind - wie in Fig. 9 links dargestellt - durch Umkrampung am unteren
Membrantopf 6 befestigt. Rechts ist die Befestigung der wannenförmigen Schirmmittel
60 durch Verlötung oder Punktschweißung dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
sind alle Bleche, wie beispielsweise die Schirmmittel 60, nach unten hin, d. h.
in Richtung Heißgaseinlaß hin, verspiegelt ausgeführt oder aus Weißblech.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Ausführungsbeispiele von Abgasrückführventilen
ist wohl bekannt. Entsprechend einem an den zwischen Membran 7 und oberen Membrantopf
5 angelegten Unterdruck öffnet das Abgasrückführventil entgegen der Kraft der Feder
21 mehr oder weniger, um mr oder weniger Abgas über Auslaßbohrungen 18 dem Motor
wieder zuzuführen. Diese schnelle Hin- und Herbewegung der Ventilstange und der
mit ihr verbundenen Membran ruft die bereits erwähnten Klatschgeräusche hervcr,
die durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gedämpft werden können. Insbesondere durch
die Schirmmittel 60 wird nicht nur ein beträchtlicher Schutz gegenüber Wärme für
die Membran 7 errreicht, sondern auch eine beträchtliche Schallverminderung. Dadurch
wird es möglich, mehrere, beispielsweise vier Langlöcher 65 im unteren Membrantopf
6 auszubilden, und zwar unterhalb der Schirmmittel 60.
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Eine solche Vielzahl von Langlöchern wäre ohne die Schallschutzwirkung
der Schirmmittel 60 nicht möglich.
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In Fig. 10 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines
Abgasrückführventils der Erfindung gezeigt. Das Abgasrückführventil gemäß Fig. 10
ist insgesamt mit 60 bezeichnet und soll erfindungsgemäß thermisch hcchbelactbar
sowie insbesondere für den Einsatz bei Dieselmotoren geeignet sein.
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Das Abgasrückführventil 60 weist einen Ventilkörper r mit einem darinnen
angeordneten Führungsteil 3 auf, wobei eine einen oberen bzw. einen unteren Topf
5 bzw. 6 bildence Metallbalgdose 4 am Ventilkörper 2 befestigt ist. In der Dose
4 ist ein noch näher zu beschreibender Metallbalg aufgespannt und in ebenfalls noch
näher zu beschreibender Weise mit einer Ventilstange 8 verbunden, die in einer Führungsbuchse
9 hin-und herbewegbar angeordnet ist.
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Der Ventilkörper 2 ist vorzugsweise ein Gußkörper. Der Ventilkörper
2 weist an seinem unteren oder von dem Baig 101 wegweisenden Ende ein Befestigungsteil
38 auf. In diesem unteren Ende ist eine auf der Ventil längsachse 25 verlaufende
Einlaßbohrung 17 ausgebildet, die ihrerseits einen Ventilsitz definiert. Mit dem
Ventilsitz arbeitet ein im Ventilkörper 2 endendes (unteres) Ende 10 der Ventilstange
8 zusammen und trägt dort einen nicht näher bezeichneten Ventilteller. Ebenfalls
auf der Ventilachse 25 liegend, also fluchtend mit der Einla.3bohrung 17, ist eine
Aufnahmebohrung 26 im Ventilkörper 2 ausgebildet und dient zur Aufnahme des Führungsteils
3.
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Quer zur Ventillängsachse 25 erstreckt sich im Ventilkörper 2 eine
Auslaßbohrung 18, von der aus das zur Verbrennung zurückzuführende Abgas weggeleitet
wird. Das vom Dieselmotor kommende Abgas wird dem Abgasrückführventil 1 über die
Einlaßbohrung 17 zugeführt.
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Das Führungsteil 3 ist vorzugsweise ein Gußkörper und trägt in einer
Mittelbohrung und zwar im oberen zur Balgdose 4 hinweisenden Ende die Führungsbuchse
9. Das Führungsteil 3 weist ferner einen Ringkörper 36 mit einem Flansch 37 auf.
Der Ringkörper 36 hat einen der Aufnahmebohrung 26 entsprechenden Außendurchmesser
und sitzt in dieser. Vom Ringkörper 36 ragt zur Dose 4 hin ein Führungshals 32,
der die Buchse 9 umschließt.
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In entgegengesetzter Richtung ragt vom Ringkörper 36 ein rohrförmiges
Verbindungsteil 34 weg, welches in einem Ringteil 39 endet. Der Ringteil 39 hat
wiederum einen Außendurchmesser entsprechend der Aufnahmebohrung 26 und bildet den
Abschluß des Führungsteils 3 hinsichtlich des durch die Auslaßbohrung 18 und die
Aufnahmebohrung 26 gebildeten Raums. Der Ringteil 39 unterstützt die Führung der
Ventilstange 8. Zwischen dem Ringkörper 36 und dem Ringteil 39 wird eine Umlaufnut
31 gebildet.
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Das Führungsteil 3 liegt mit seinem Flansch 37 auf einer benachbart
zur Aufnahmebohrung 26 gebildeten Auflagefläche des Ventilkörpers
2
auf und ist daran durch mehrere Schrauben 16 befestigt. Die Schrauben 16 verlaufen
durch Bohrungen im Flansch und sind in Gewindebohrungen im Ventilkörper 2 eingeschraubt.
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Vorzugsweise ist auf der Auflagefläche des Ventilkörpers 2 eine Isolationsscheibe
14 angeordnet. Ferner sitzt unnittelbar zwischen der Unterseite des Flansches 37
und der Isolationsscheibe 14 eine untere Querwand 41 der noch näher zu beschreibenden
Balgdose 4. Durch Anziehen der Schrauben 16 wird die Balgdose 4 zusammen mit dem
Führungsteil 3 am Ventilkörper 2 befestigt.
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Die Balgdose 4 besitzt eine im wesentlichen kreis-zylindrische Form
und ist rotationssymmetrisch zur Ventillängsachse 25 angeordnet. Die Balgdose 4
besteht aus dem bereits erwähnten unteren Topf 6 der benachbart zu Führungsteil
3 angeordnet ist und dem oberen Topf 5 der über einen Anschlußstutzen 19 mit einer
Unterdruckquelle verbindbar ist. Der obere und der untere Topf 5 bzw. 6 sind gesonderte,
aus Blech geformte Blechteile, die an einer Verbindungsstelle (Balgauflage) 40 miteinender
beispielsweise durch Bördeln verbunden sind.
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Der Metallbalg 101 ist praktisch wärmeunempfindlich ;nd erset7t eine
ansonsten übliche Membran. Der Balg 101 ha eine insgesamt hohlzylindri.sche Gestalt,
wobei die Wände im Schnitt meanderfcrmig verlaufen Die Wand des Balgs erstreckt
sich im wesentlichen parallel zum senkrechten Wandteil des oberer.
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5. Der untere Topf 6 ist in der Tat eigentlich eher Teller förmig,
d. h. von der waagrecht erlaufenden Wand 41 aus verläuft der untere Topf nur geringfügig
nach oben. Man erkennt, daß die Balgwand in ihrem unteren Bereich radial nach augen
herausgeführt ist, um so an der Verbindungsstelle 40 zwischen dem unteren Topf 6
und dem oberen Topf 5 unter Zuhilfenahme einer Abdichtung 102 eingeklemmt werden
zu können.
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An seinem oberen Ende bildet der Balg 101 einen in etwa waagrecht
verlaufenden nach innen ragenden Teil 103, der in nicht näher gezeigter Weise am
Außenrand 105 eines Blechtopfes 104 befestigt, beispielsweise verschweißt ist. Der
aus Blech bestehende Topf 104 besitzt ausgehend vom Außenrand 105 ein senkrecht
nach unten verlaufendes Teil 106, welches in ein waagrechtes Teil 107 übergeht.
Baig 101 und Topf 104 unterteilen die Dose 4 in einen Unterdruckraum, der mit Leitung
19 in Verbindung, steht und einen Atmosphärendruckraum, d.h. einen Raum, der unter
Atmosphärendruck steht.
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Am Teil 107 des Topfes 1G4 ist eine tellerförmige Scheibe 110 angeschweißt,
die ihrerseits am oberen Ende 11 der Ventilstange 8 befestigt ist. Auf diese Weise
kann je nach den Druckhältnissen eine Betätigung der Ventilstange 8 bewirkt werden.
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brgär.zend sei noch darauf hingewiesen, daß im Topf 104 eine Feder
21 auf dem Wandteil 107 aufliegt und sich andererseits an eine Federteller 111 abstützt,
der seinerseits durch eine Einstellschraube 22 und Einstellmutter 23 angeordnet
im oberen Topf 5 einstellbar ist.
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Vorzugsweise ist das obere Ende 11 der Ventilstange 8 in dem als Blechtasche
ausgebildeten Teller 110 eingeklinkt, wobei diese Blechtasche durch Pjnktschweißen
am Topf 104 befestigt ist.
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Die Arbeitsweise des Abgasrückführventils 60 ist dem Fachmann aufgrund
der vorstehenden Beschreibung verständlich. Es sei nur kurz darauf hingewiesen,
daß entsprechend dem bei 19 angelegten Unterdruck das Abgasrückführventil 60 gegen
die Kraft der Feder 21 mehr oder weniger öffnet, um mehr oder weniger Abgas über
die Auslaßbohrung 18 dem Motor wieder zuzuführen. Durch die Verwendung des Metallbalgs
101 erreicht man in einfacher Weise eine thermisch hohe Belastbarkeit, so d dieses
Abgasventil insbesondere auch für Dieselmotoren geeignet ist. Für die Ausbildung
und Anordnung des Metallbalgs 101 ergibt sich ein kostengünstiger und kompakter,
aber dennoch betriebssicherer
Aufbau. Dabei wirken insbesondere
auch der Topf 104 und die Blechtasche, bzw. der Teller 110 vorteilhaft mit.