DE3520238A1

DE3520238A1 - Turboladedruck(boost-)ventil fuer einen mit einem abgas-turbolader und einer turbolader-rueckfuehrleitung ausgeruesteten verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3520238A1
Application number: DE19853520238
Authority: DE
Inventors: Charles Robert Troy Mich. Martus; Ellsworth Stephen Mt. Clemens Mich. Miller; Michael Slavin
Original assignee: Lectron Products Inc
Current assignee: Lectron Products Inc
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1985-06-05
Publication date: 1985-12-12
Also published as: MX161771A; GB2159928A; GB8514397D0; GB2159928B; IT8521070A0; US4561631A; SE451868B; SE8504159L; FR2565636A1; CA1273619A; SE8504159D0; FR2565636B1; DE3520238C2; IT1184591B

Description

LECTRQN PRODUCTS, INC., 1400 S. Livernois, Rochester, Michigan 48063, U.S.A.

Turboladedruck(boost-)ventil für einen mit einem Abgas-Turbolader und einer Turbolader-Rückführleitung ausgerüsteten Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft ein rechnergesteuertes Turboladedruek (boost-) ventil für einen mit einem Abgas-Turbolader und einer Turbolader-Rückführleitung ausgerüsteten Verbrennungsmotor.

Bestimmte Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren sind mit Abgas-Turboladern ausgerüstet, die Motorabgase über einen Geber- oder Meßkanal zurückführen, von dem die Gase wahlweise in die Atmosphäre über eine Stichleitung abblasen lassen werden, deren Durchströmung durch ein rechnergesteuertes Turboladedruek(boost-)ventil gesteuert ist. Diese Turboladedruek(boost-)ventile erforderten bisher eine eigene zusätzliche Einheit zur Steuerung eines einen geringen Widerstand aufweisenden Betätigungsmagneten, die teuer ist, eigens hergestellt werden und außerdem noch getrennt für sich an einer geeigneten Stelle in der Nähe des Ventiles montiert werden muß. Dies ist unpraktisch und teuer. Darüber hinaus ist das Relais wegen seiner beträchtlichen Größe nur schwer in dem zur Verfügung stehenden Raum unterzubringen. Dieses Problem stellt sich insbesondere bei verhältnismäßig kleinen Fahrzeugen, bei

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denen Montage- und Befestigungsplatz normalerweise rar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier abzuhelfen und ein Turboladedruck(boost-)ventil zu schaffen, das bei einfachem Aufbau sich durch geringen Platzbedarf auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Ventil durch die Merkmale des Hauptanspruches gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß sind das eigentliche Turboladedruck(boost-) ventil und der Betätigungsmagnet in einer einzigen, leichten, kompakten, einheitlichen Baueinheit vereinigt, die lediglich minimalen Platz zur Unterbringung beansprucht. Die Einzelteile der Baueinheit sind in neuartiger Weise miteinander kombiniert und zusammengebaut, um die Montage zu erleichtern. Da die Notwendigkeit entfällt, einen von dem eigentlichen Ventil getrennten Betätigungsmagneten zu verwenden, werden sowohl die Herstellungskosten als auch der Raumbedarf für die Installation auf ein Minimum reduziert. Schließlich gestattet es die spezielle Art und Weise, in der die Einzelteile miteinander kombiniert sind und miteinander zusammenwirken, eine Spule mit verhältnismäßig hohem Widerstand für den Betatigungsmagneten zu benutzen, so daß dieser unmittelbar von dem Rechner-Signal angesteuert werden kann. Der das Ventil betätigende Anker des Betatigungsmagneten ist derart gelagert, daß er rasch auf die Erregung bzw. Entregung der Magnetspule anspricht. Das Ventilelement selbst ist mit einer

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Luft- bzw. Gas-Ablenkeinrichtung ausgerüstet, die verhindert, daß in das Ventilgehäuse eintretende und dieses durchströmende Abgase die öffnungs- und Schließbewegung sowie die rechnergesteuerte Funktion des Ventilelementes merklich nachteilig beeinflußt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 den Betätigungsmagneten eines Turboladedruck (boost-)ventiles gemäß der Erfindung,im auseinandergenommenen Zustand, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 die Einzelteile nach Fig. 1, im zusammengesetzten Zustand, zusammen mit den Ventileinzelteilen und dem Gehäuse, in perspektivischer Explosionsdarstellung,

Fig. 3 das Turboladedruck(boost-)ventil gemäß der Erfindung, im zusammengebauten Zustand, in einer Draufsicht,

Fig. 4 das Ventil nach Fig. 3, geschnitten längs der Linie 4-4 der Fig. 3, in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung des Ventilelementes in der Schließstellung,

Fig. 5 eine durch einen Kreis in Fig. 4 bezeichnete Einzelheit dieser Anordnung, unter Veranschaulichung des Ventilelementes in der geöffneten Stellung,

\^T

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OFUGlNAl. SNSPECTeD

Fig. 6 das Ventil nach Fig. 3/ in einer Seitenansicht,

Fig. 7 das Ventil nach Fig. 6, geschnitten längs der Linie 7-7 der Fig. 6, in einer Draufsicht, und

Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung ähnlich Fig.4, im Ausschnitt, unter Veranschaulichung der Prüfung und Verformung des Ankers bei der Endmontage des Turboladedruck(boost-)ventils nach Fig. 1.

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In der Zeichnung, in der zur Veranschaulichung der Erfindung eine bevorzugte Ausführungsform derselben veranschaulicht ist/ ist ein Ventilgehäuse 10 dargestellt, das zwei normalerweise lösbar miteinander verbundene Teile, nämlich ein Deckelteil 12 und ein Sockelteil 14, aufweist.

Das Deckelteil 12 bildet das Hauptteil des Gehäuses 10; es weist eine rohrförmige Seitenwand auf, die endseitig bei 1.8 abgeschlossen ist. An diametral einander gegenüberliegenden Seiten des Deckelteiles 12 sind im wesentlichen fluchtend mit der endseitigen Abschlußwand 18 zwei radial nach außen sich erstreckende Befestigungslaschen 20,22 angeordnet. In den Befestigungslaschen 20, 22 vorgesehene Löcher 24,26 dienen zur Aufnahme von Schrauben oder dergl. (nicht weiter dargestellten) Elementen, die zur Befestigung des Gehäuses 10 an der Motorraum-Trennwand oder an einer geeigneten anderen Stelle dienen. Bei der hier veranschaulichten speziellen Ausführungsform sind die Stirnflächen der Befestigungslaschen 20,22 vertieft, wie dies bei 28,30 angedeutet ist, um die Köpfe der Befestigungsschrauben aufzunehmen.

Wie bereits erwähnt, ist das Sockelteil 14 zu dem Deckelteil 12 passend ausgebildet, derart, daß es das offene Ende des Deckelteiles 12 verschließt. Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen, ist das Sockelteil 14 im wesentlichen scheibenförmig, wobei seine Umfangswand 32 (vergl. Fig. 4) satt in das offene Ende des Deckelteiles 12 paßt. Ein in eine in der Umfangswand 12 ausgebildete Ringnut 36

ORlGWAt INSPECTED

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eingefügter Q-Ri_ng 34 dichtet die Verbindungsstelle zwischen dem Deckelteil 12 und dem Sockelteil 14 ab; von dem Sockelteil 14 einander diametral gegenüberliegend angeordnete und seitlich nach außen ragende Rasten 38,40 können in Schlitze 42,44 einrasten, welche in Laschen 4 6,48 ausgebildet sind, die sich einander diametral gegenüberliegend in Längsrichtung von der Umfangswand 16 des Deckelteiles 12 erstrecken. Insbesondere aus Fig. 4 ist zu entnehmen, daß die der innenliegenden Stirnfläche 50 des Sockelteiles 14 zugewandten Seiten der Rasten 38,40 abgeschrägt sind, so daß die Laschen 46 beim Zusammenfügen des Deckel- und des Sockelteiles 12 bzw. 14 auseinandergedrückt werden und die Rasten 38,40 ohne weiteres in die Schlitze 42,44 einschnappen können, um damit die beiden Teile des Gehäuses 10 sicher miteinander zu verbinden. Die gegenüberliegenden Seiten der Rasten 38,40 erstrecken sich von dem Sockelteil 14 aus radial nach außen, so daß das Sockelteil und das Deckelteil 12 im montierten Zustand sicher zusammengehalten sind. Bei dieser speziellen Verbindung können aber das Deckelteil 12 und das Sockelteil 14 auch einfach dadurch voneinander getrennt werden, daß die Laschen 46,48 mit einem geeigneten Werkzeug nach außen gebogen werden, so daß die Rasten 38,40 aus den Schlitzen 42,44 freikommen. An der Außenfläche des Sockelteiles 14 sind außerdem zwei in Längsrichtung sich erstreckende, einander diametral gegenüberliegende, röhrchenförmige Schlauchanschlüsse 52, 54 einstückig angeformt. Der, wie aus Fig.2 zu ersehen, an dem Boden des Sockelteiles 14 angeformte Schlauchanschluß 52 kann dichtend in das Endteil eines nicht weiter dargestellten Schlauches eingeschoben werden,

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welcher von dem Fühlerkanal des Turboverdichters kommt und Motorabgase aus diesem Kanal in einen Einlaß 56 leitet, der sich durch den Schlauchanschluß 52 und in das Gehäuse 10 erstreckt. In ähnlicher Weise paßt der Schlauchanschluß 54 abgedichtet in ein Endstück eines ebenfalls nicht dargestellten Schlauches, der zu der Atmosphäre führt, derart, daß Abgase aus dem Gehäuse 10 durch einen Auslaß 58 in dem Schlauchanschluß 54 austreten können. Beide Schlauchanschlüsse 52,54 sind, wie dargestellt, jeweils mit ringförmigen, außenliegenden Rippen 60,62 ausgebildet, die eine abgedichtete Verbindung zwischen den Schlauchanschlüssen und den Schläuchen gewährleisten, mit denen diese verbunden sind. Falls notwendig oder zweckmäßig, können natürlich auch geeignete (nicht weiter dargestellte) Schlauchklemmen in der üblichen Weise um die aufgesteckten Schlauchenden herumgelegt werden, um damit eine einwandfreie Verbindung zwischen den Schläuchen und den Schlauchanschlüssen 52,54 zu gewährleisten.

Die Strömung der Abgase durch das Gehäuse 10 ist durch ein Kugelventil gesteuert, dessen Ventilelement 64 mit einem ringförmigen Sitz 66 an dem innenliegenden Ende des Einlaßkanales 56 zusammenwirkt. Wie insbesondere Fig. 4 zu entnehmen, weist das Ventilelement 64 einen größeren Durchmesser als der Einlaßkanal 56 auf, so daß es den Einlaßkanal 56 abschließt, wenn es auf dem Sitz 66 aufliegt. Umgekehrt ist bei von dem Sitz 66 abgehobenem Ventilelement 64 der Einlaßkanal 56 geöffnet,

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so daß Abgase in das Gehäuse 10 eintreten, dieses zu dem Auslaßkanal 58 hin durchströmen und von dort aus in die Atmosphäre austreten können.

Das Öffnen und Schließen des Ventilelementes 64 erfolgt erfindungsgemäß durch einen Betätigungsmagneten (Solenoiden) 68, der in der in Fig. 2 dargestellten Weise als vormontierte Baueinheit in dem Gehäuse 10 angeordnet ist. Der Betätigungsmagnet 68 weist im einzelnen eine übliche Drahtwindung 70 auf, die auf einem rohrförmigen Mittelteil 72 zwischen Endflanschen 74,76 eines Spulenkörpers 78 angeordnet ist. Der Spulenkörper 78 kann an sich in gebräuchlicher Weise aus jedem geeigneten Material hergestellt sein; bei der dargestellten Ausführungsform ist er aus einem zweckentsprechenden Kunststoffmaterial geformt. Der dem Sockelteil 14 gegenüberliegende Flansch 74 ist wesentlich größer als der an dem gegenüberliegenden Ende des Spulenkörpers 78 angeordnete Flansch 76; er sitzt auf einer Anzahl (hier vier) Zapfen 80 des Sockelteiles 14, an denen er befestigt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind sowohl das Deckelteil 12 als auch das Sockelteil vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoffmaterial geformt. Die innenliegende Stirnfläche des Sockelteiles 14 ist mit einer mittigen Ausnehmung 82 ausgebildet, die das benachbarte Ende des Betätigungsmagneten 68 aufnimmt, wobei die Zapfen 80 in gleichen Abständen rings um die Ausnehmung 82 verteilt als einstückig angeformte Teile des Sockelteiles 14 vorgesehen sind. In diesem

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Zusammenhang geht aus der Darstellung hervor, daß der verhältnismäßig große Befestigungsflansch 74 des Spulenkörpers 78 in der Draufsicht im wesentlichen quadratisch ist; die Befestigungszapfen 80 sind, wie aus Fig. 7 zu ersehen, dazu derart angeordnet, daß auf ihnen die Eckteile des Befestigungsflanschen 74 abgestützt sind. Zur Verbindung des Befestigungsflansches 74 mit den Zapfen 80 können zweckentsprechende bekannte Mittel verwendet werden; vorzugsweise geschieht dies derart, daß die Zapfen mit angeformten, in der Längsrichtung sich erstreckenden VorSprüngen 84 versehen sind, die durch Löcher 86 in den Ecken des Befestigungsflansches ragen. Das vorstehende Endteil jedes Vorsprunges wird dann in einem gebräuchlichen Nietvorgang oder dergl. umgebördelt, um damit den Spulenkörper 78 fest und unlösbar auf dem Sockelteil 14 zu befestigen. Anschlußteile des Drahtes der Wicklung 70 erstrecken sich längs eines Befestigungsblöckchens 88, das an dem Flansch 74 zu dem Sockelteil 14 hinweisend und vorragend angeordnet ist; die Anschlußteile sind mit in das Blöckchen 88 eingebetteten Steckkontakten 90,92 elektrisch verbunden. Bei in der beschriebenen Weise in dem Gehäuse 10 montiertem Betätigungsmagneten ist das Befestigungsblöckchen 88 satt in einen hohlen Fortsatz 94 an der Stirnseite des Sockelteiles 14 eingepaßt, wobei die Stecker 90,92 über den Fortsatz 94 vorragen und damit an dem sockelseitigen Ende des Gehäuses 10 eine außenliegende elektrische Steckverbindung herstellen.

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In einen mittigen Kanal des Spulenkörpers 78 ist ein Polstück 96 eingefügt; ein Radialflansch 98 an dem vorderen Ende des Polstückes 96 übergreift den Spulenkörperflansch 74, auf dem er aufliegt, so daß das Polstück 96 bezüglich des Spulenkörpers 78 in Längsrichtung lagerichtig gehaltert ist; das gegenüberliegende oder hintere Ende des Polstückes 96 fluchtet entweder mit der außenliegenden Seite des Flansches 76, oder es steht über diese vor.

Auf dem hinteren Ende des Polstückes 96 ist ein L-förmiger Bügel 10 angeordnet und befestigt, der einen vor dem Spulenkörperflansch 74 liegenden Anker 102 trägt. Dabei übergreift ein Arm 104 des Bügels 100 den hinteren Spulenkörperflansch 76; er ist an dem Polstück 96 mittels eines an diesem einstückig angeformten Zapfens 106 befestigt. Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen, erstreckt sich der Zapfen 106 durch eine nahe dem unteren Ende des Bügelarmes 104 vorgesehene Öffnung 108, in die er genau eingepaßt ist; das vorstehende Ende des Zapfens 106 ist umgebördelt, womit der Bügelarm 104 unbeweglich an dem Spulenkörperflansch 76 anliegend in einer unverdrehbaren Stellung bezüglich des Spulenkörpers 78 gehalten ist. Der andere Bügelarm 110 verläuft im radialen Abstand zu der Wicklung 70 nach vorne zu durch einen Schlitz 112 in dem Spulenkörperflansch 74. An dem von dem Spulenkörper 78 nach vorne vorstehenden Ende des Bügelarmes 110 sind an gegenüberliegenden Seiten, und zwar im seitlichen gegenseitigen Abstand,

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nach vorne weisende Fortsätze 114, .116 vorgesehen, an denen der Anker 102 auf das Polstück 76 zu und von diesem weg frei verschwenkbar aufgehängt ist. Dazu ist jedoch zu bemerken, daß der Anker 102 ansich in jeder zweckentsprechenden Weise an dem Bügel 102 derart gelagert werden kann, daß er die erforderliche freie Schwenkbewegung ausführen kann. Bei der speziellen dargestellten Ausführungsform ist der Anker 102 in der Nähe seines oberen Endes und dort an einander gegenüberliegenden Seiten mit nach innen ragenden Ausnehmungen 118,120 ausgebildet, in die die Fortsätze 114,116 mit Spiel passen. Der zwischen den Ausnehmungen 118,120 liegende Teil des Ankers 102 liegt normalerweise auf dem vorderen Ende des Bügelarmes 110 auf; ansonsten ist er an dem Bügel nicht befestigt. Der Anker 102 kann sich deshalb auf den Fortsätzen 114,116 frei bewegen; er kann darüber hinaus in einfacher Weise auf den Bügel 100 aufgesetzt und von diesem abgenommen werden.

Wie bereits erwähnt, ist das neue Turboladerventil normalerweise derart montiert, daß die Befestigungslaschen 20,22 vertikal angeordnet sind, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist. Bei in dieser Weise angeordnetem Gehäuse 10 hängt der Anker 102 von dem tragenden Arm des Bügels 100 nach vorne zu im Abstand zu dem Polstück 96 nach unten, wobei er eine Stellung hinter dem Ventilelement 64 einnimmt, welches in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise mit seiner Hinterseite auf ihm aufliegt. Eine zwischen dem Bügelarm 104 und dem unteren Endteil des Ankers

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angeordnete Schraubenfeder 122, die einen nach vorne ragenden Lagerstift 124 am unteren Ende des Bügelarmes 104 umschließt, drückt den Anker 102 dauernd nach vorne, wodurch das Ventilelement 64 in seiner Schließstellung (Fig. 4) auf dem Sitz 66 gehalten wird. Dabei ist zu ersehen, daß die Schraubenfeder 122 von dem Bügelarm 110 weiter weg angeordnet ist, als das Ventilelement 64, so daß in seiner normalerweise eingenommenen Schließstellung das Ventilelement 64 als Drehpunkt wirkt, um den der Anker 102 unter der Wirkung der Schraubenfeder 122 gekippt wird, um auf diese Weise das verschwenkte Ende des Ankers 102 an dem Endteil des Bügelarmes 110 in Anlage zu halten.

Die nach außen zu versetzte Anordnung der Schraubenfeder 122 bezüglich des Ventilelementes 64 ergibt darüber hinaus eine Hebelübersetzung, die die Federwirkung erhöht und verbessert. Schließlich gestattet es die erwähnte, nach außen zu versetzte Anordnung der Schraubenfeder 122, ihre Doppelfunktion auszuüben, nämlich einmal das Ventilelement 64 in der normalerweise eingenommenen Schließstellung, und andererseits das verschränkte Ende des Ankers 102 normalerweise in Anlage an dem Ende des Bügelarmes 110 zu halten, was dazu beiträgt, den Anker 102 in seiner Betriebsstellung auf dem tragenden Bügel 100 zu halten. Ein an dem vorderen Spulenkörperflansch 74 vor dem Anker 102 angeordnetes Ventilhalte- und Luftablenkelement 126 hält das Ventilelement 64 in der richtigen Ausrichtung zu dem Einlaßkanal 56 sowie mittig zu seinem Sitz 66. Gleichzeitig gestattet es aber

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ORIGINAL INSPECTED

eine freie Bewegung des Ventilelementes 64 auf den Sitz 66 zu und von diesem weg, d.h. zwischen der Schließ- und Offenstellung des Ventiles. Bei der Endmontage wird das Ventilelement 64 in das Halteelement 126 eingefügt, während die Schraubenfeder 122 auf den Lagerzapfen 124 aufgeschoben und soweit zurückgedrückt wird, daß der Anker 102 auf den Lagerbügel 100 aufgesetzt werden kann. Sowie die Schraubenfeder 122 dann losgelassen wird, drückt sie auf den Anker 102, womit sie das Ventilelement 64 auf dem Sitz 66 hält.

Wie aus Fig. 2 zu entnehmen, ist das Halteelement 126 zwischen Befestigungslaschen 128,130 angeordnet und gehaltert, die von dem vorderen SpulenkÖrperflansch 74 aus einander gegenüberliegend nach vorne ragen und die im seitlichen Abstand von dem unteren Endteil des Ankers 102 angeordnet sind. Das Halteelement 126 ist ringförmig gestaltet; im Betrieb verläuft es im radialen Abstand außerhalb des Ventilelementes 64, so daß dessen Bewegung auf den Sitz 66 zu und von diesem weg unbehindert ist. Auch ist zu beachten, daß die vordere Stirnseite 132 des Halteelementes 126 nach hinten zu zum Umfang hin abgeschrägt ist, so daß es eine im

f wesentlichen radial nach außen und hinten zu Ψ ■
. abgeschrägte Oberfläche für die in das Gehäuse durch den Einlaßkanal 56 eintretenden Abgase darbietet. Zufolge dieser Ausbildung lenkt das Halteelement 126 die eintretenden Gase bezüglich des Einlaßkanales 56 radial nach außen ab, womit es Turbulenz- und Wirbeldruckerscheinungen hinter dem Ventilelement 64 verhütet, die einen Rückdruck

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hervorrufen könnten, der die freie Öffnungsund Schließbewegung des Ventilelementes 64 behindern und unter Umständen dazu führen könnte, daß das Ventilelement 64 Prellbewegungen ausführt oder zwischen dem Sitz 66 und dem Anker 102 hin- und herzuschwingen beginnt.

Bei Erregung des Betätigungsmagneten 68 wird der Anker 102 nach hinten zu auf das vordere Ende des Polstückes 96 gezogen. Um das dabei sonst auftretende Geräusch zu dämpfen, ist eine dünne Scheibe 134 aus Gummi oder gummiähnlichem Material auf der vorderen Stirnfläche des Polstückes 96 angeordnet, die den Anker 102 von dem Polstück 96 trennt und damit eine verhältnismäßig geräuscharme Ventilbetätigung gewährleistet. Bei der speziellen hier veranschaulichten Ausfuhrungsform ist die Dämpferscheibe 134 mit einem kleinen, mittig angeordneten, nach hinten ragenden Vorsprung 136 ausgebildet, der in eine mittige Ausnehmung 138 des Polstückes 96 eingepaßt ist. Die Dämpferscheibe 134 ist durch den zwischen dem Vorsprung 136 und der diesen umgebenden Wand der Ausnehmung 138 auftretenden Reibschluß auf der Stirnfläche des Polstückes 96 gehalten. Dadurch ist im Zusammenwirken mit dem bei in der Schließstellung stehenden Ventilelement 6 4 vorhandenen, verhältnismäßig kleinen Abstand zwischen dem Polstück 96 und dem Anker 102 verhütet, daß die Dämpferscheibe 134 von dem Polstück 96 freikommt und abfällt.

Die beschriebene Anordnung der Einzelteile gestattet eine leichte Montage des Ankers 102 auf dem Lagerbügel 100; darüber hinaus gewährleistet sie nicht

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nur eine lagerichtige Halterung des Ankers 102 bezüglich des Spulenkörpers 78, sondern auch eine freie unbehinderte Schwenkbewegung des Ankers 102 bezüglich des Polstückes 96. Wie im einzelnen noch erläutert werden wird, erlaubt die spezielle Lagerung und Aufhängung des Ankers 102 auf dem Lagerbügel 100 auch ein gewisses Verformen oder Verbiegen des Ankers 102 bei der Endmontage, um damit von Herstellungstoleranzen und Montagevorgängen herrührende Abweichungen der einander zugeordneten Stellungen und Lagen der Einzelteile des Betätigungsmagneten oder der dem Anker zugeordneten Teile des Turboladerventiles ausgleichen zu können. Die erläuterten Einzelteile sind insbesondere keine Präzisionsteile. Es können deshalb zwar kleine, aber doch für die Funktion bedeutsame Abweichungen insbesondere der Lage des Ankers 102 bezüglich des Polstückes 96 und des Ventilelementes 64 auftreten. Bei der Ventilbetätigung ist es aber wesentlich, daß der Abstand zwischen dem Anker 102 und dem Polstück 96, wie auch der Abstand zwischen dem Ventilelement 64 und dessen Sitz 66, bei in der geöffneten oder vom Sitz abgehobenen Stellung des Ventilelementes 64 innerhalb verhältnismäßig kleiner vorgegebener Grenzabmessungen liegen. Dies ist wichtig bezüglich des Abstandes zwischen dem Polstück 96 und den Anker 102, um damit bei Erregung des Betätigungsmagneten 6 8 das erforderliche rasche Ansprechen des Ankers 102 im Sinne des öffnens des Ventilelementes 64 zu gewährleisten. Auch ist es wichtig, daß der offene Ventildurchlaß nicht zu eng ist, weil sonst die Strömung durch den Einlaßkanal 56 zu langsam wird und nicht mehr ausreicht, den geforderten raschen reduzierten

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ORJGiNAL INSPECTED

Druck in dem Fühlerkanal des Turboverdichters anzusteuern, wenn dies von einem den Be-^ tatxgungsmagneten 68 erregenden, von einem Rechner kommenden Signal verlangt wird. Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß diese beiden kritischen Abmessungen bei der Endmontage des Turboladerventiles in einfacher und neuartiger Weise wirkungsvoll eingestellt werden können.

Darüber hinaus ist im Zusammenhang mit dem Vorhergehenden zu bemerken, daß der Anker 102 in dem Bereich zwischen dem Polstück 96 und seinem unteren Endteil, auf dem das Ventilelement 64 aufliegt, mit einem Querschlitz 140 und diesem benachbarten, aufeinander ausgerichteten randseitigen Ausnehmungen 142, 144 ausgebildet ist, wodurch eine eine leichte Verformung erlaubende Schwächungslinie zustandekommt, die sich quer über den Anker 102 erstreckt und es gestattet, diesen längs dieser Schwächungslinie mittels eines geeigneten Werkzeuges 146 zu verbiegen, das durch den Einlaßkanal 56 in der in Fig. 8 dargestellten Weise in das Gehäuse 10 eingeführt wird.

In der Praxis wird bei der Endmontage,nachdem der Betätigungsmagnet 68 auf die Sockelzapfen in der bereits beschriebenen Weise aufgesetzt und an diesen befestigt worden ist, jedoch bevor das Ventil 64 in das Halteelement 126 eingefügt und bevor die Schraubenfeder 122 auf den Lagerzapfen 1i2 4 aufgeschoben worden ist, der Anker

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ORIGINAL IN¹SPECTED

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auf dem Trägerbügel 100 montiert, wobei ein Keil 150 zwischen das Sockelteil 14 und das verschwenkte Endteil des Ankers 102 eingeschoben wird, um diesen in fester Anlage an den Bügelarm 110 zu halten. Daraufhin wird das Werkzeug 146 durch den Einlaßkanal 56 eingeführt und mit einer solchen Kraft gegen den Anker 102 gedrückt, wie sie erforderlich ist, um das untere Teil des Ankers 102 in der erforderlichen Weise abzubiegen. Das Werkzeug 146 ist, genau besehen, mit einer Radialschulter 148 ausgebildet, die bei der Verwendung auf der Stirnfläche des Schlauchanschlusses 52 zur Auflage kommt (Fig. 8). Die Abmessung zwischen der Radialschulter und dem innenliegenden Ende des Werkzeuges 146 ist genau richtig, um den erforderlichen Abstand zwischen dem Ventilelement 64 und dessen Sitz 66 einzustellen. Falls der Abstand zwischen dem Anker 102 und dem Sitz 66 bei der Montage gleich oder größer als die gewünschte Abmessung ist, ist das Werkzeug 146 wirkungslos. Ist der Abstand aber kleiner als die geforderte Abmessung, so wird durch das Werkzeug 146 der untere Teil des Ankers 102 im Gegenuhrzeigersinn um die von dem Schlitz 140 und den Ausnehmungen 142,144 gebildete Schwächungslinie abgebogen. Ist der Abstand zwischen dem Ventilelement 64 und dem Sitz 66 größer als erforderlich, so ist dies für die Wirkungsweise des Turboladerventiles ohne Bedeutung. Wenn bei der Endmontage die gegenseitige Zuordnung der Einzelteile derart ist, daß das Einstellwerkzeug 146 wirkungslos eingeführt wird, so steht der Anker 102 von selbst in einem solchen Abstand von dem Polstück 96, daß ein rasches,

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ordnungsgemäßes Ansprechen des Ankers 102 und öffnen des Ventilelementes 64 bei Erregung des Betätigungsmagneten 68 gewährleistet sind. Falls aber andererseits die Stellung des Ankers 102 bei der Endmontage derart sein sollte/ daß dessen unteres Ende durch Einführen des Werkzeuges 146 abgebogen wird, erhält der Anker 102 an der von dem Schlitz 140 und den Ausnehmungen 142, 144 gebildeten Schwächungslinie eine leichte Hakenform; diese veränderte Gestalt des Ankers 102 gewährleistet nicht nur einen ausreichenden Abstand zwischen dem Ventilelement 64 und dessen Sitz 66; sie ergibt vielmehr auch eine Verformung des Ankers, wie sie für das Einhalten eines ordnungsgemäßen Abstandes zwischen dem Anker 102 und dem Polstück 96 erforderlich ist. Auf jeden Fall kann nachdem der Anker 102 durch Einführen des Werkzeugs 146 überprüft worden ist, der Anker 102 ohne weiteres von dem Lagerbügel 100 abgenommen und entfernt werden, um das Einfügen des Ventilelementes 64 in das Halterelement 126 zu ermöglichen. Hierauf wird die Schraubenfeder 122 auf den Lagerzapfen 124 aufgeschoben und soweit zusammengedrückt, daß der Anker 102 auf dem Bügel 100 montiert werden kann. Der Anker 102 hält dann das Ventilelement 64 unter der elastischen Wirkung der Schraubenfeder 122 lagerichtig fest, womit das Ventil für den letzten Montageschritt bereit ist, wozu das Deckelteil 12 auf das Sockelteil 14 aufgeschoben wird. Die bei der Montage erforderlichen Endeinstellungen und Justierungen können somit leicht und schnell durchgeführt werden; falls gewünscht, können diese Vorgänge auch ganz oder zumindest teilweise automatisiert werden.

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ORISiNAL INSPECTED

Im Vorstehenden wurde lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben und erläutert. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung Abänderungen und Modifikationen ohne weiteres möglich.

Claims

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^" Patentanwälte Dr.-lng. R. Rüger Dipl.-lng. HP. Barthelt ^_n

zügel. Vertreter beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys

Webergasse 3 · Postfach 348 · D-7300 Esslingen (Neckar) 4. Juni 1985

PA 1 rual TelelortSlultciart

(0711)35 65 39 und 35 96

TeIe* 7 256 610 smru

Telegramm Patentschutz Esslingenneckar

Patentansprüche

Λ1.)Rechnergesteuertes Turboladedruck(boost-)ventil für einen mit einem Abgas-Turbolader und einer Turbolader-Rückführleitung ausgerüsteten Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß es ein einen einlaßseitig mit der Rückführleitung und auslaßseitig mit der Atmosphäre verbindbaren Durchlaß (56,58) enthaltendes Gehäuse (10) aufweist, dessen Durchlaß sj die Durchströmung beeinflussende, ein Ventilele- t" ment (64) enthaltende Ventilmittel (64,66,126) * zugeordnet sind, daß in dem Gehäuse (10) ein Betätigungsmagnet (68) mit außerhalb des Gehäuses (10) liegenden elektrischen Anschlußeinrichtungen (90,92) für den die Erregung des Betätigungsmagneten steuernden Rechner angeordnet ist und der Betätigungsmagnet eine in dem Gehäuse (10) angeordnete Spule (70, 78) mit einem innenliegenden Polstück (96),eine in dem Gehäuse (10) ortsfest vorgesehene Lagereinrichtung (100) und einen auf dieser gelagerten schwenkbaren Anker (102) aufweist, der an seinem die Schwenkbewegung ausführenden Ende an dem Ventilelement (64) anliegt, daß bei erregtem Betätigungsmagneten (68) der Anker (102) von dem Polstück (96) unter Freigabe des Ventilelementes (64) und öffnung des Strömungsweges durch den Durchlaß zurückbewegbar

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ist und daß dem Anker (102) an dessen die Verschwenkbewegung ausführendem Ende angreifende Federmittel
(122) zugeordnet sind, durch die bei entregtem Betätigungsmagneten (68) das Ventilelement (64) unter Absperrung des Durchlasses in der Schließstellung
gehalten ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (70, 78) an dem Gehäuse sitzt und an diesem befestigt ist und daß die Lagereinrichtung (100) mit dem Polstück (96) verbunden und durch die Spule gehaltert ist.
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Sockelteil (14) und ein eigenes,
aber damit verbundenes Deckelteil (12) aufweist
und daß der Betätigungsmagnet (68) und das Sockelteil (14) zu einer Baueinheit miteinander vereinigt sind.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (70, 78) einen verhältnismäßig großen, an dem Sockelteil (14) befestigten radialen Endflansch (74) aufweist, daß die Lagereinrichtung ein durch
diesen Endflansch (74) durchgehendes und über diesen vorstehendes Lagerteil (110) aufweist und daß der
Anker (102) mit dem vorstehenden Teil des Lagerteils (110) schwenkbar sowie in der Betriebsstellung von diesen herabhängend verbunden ist.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung in Gestalt eines L-förmigen
Bügels (100) ausgebildet ist, der mit einem Arm (104)

an dem Polstück (96) gehaltert und mit diesem verbunden ist und durch dessen anderen Arm (110) das Lagerteil gebildet ist, daß der vorstehende Teil des Lagerteiles mit einer in seitlichem Abstand stehende, zueinander parallele Lagerelemente (114, 116) begrenzenden endseitigen Ausnehmung versehen ist und daß der Anker (102) mit die Lagerelemente (114,116) mit Spiel aufnehmenden seitlichen Ausnehmungen (118, 120) ausgebildet ist und daß der Anker (102) unter Einführung der Lagerelemente (114, 116) in die Ausnehmungen (118, 120) bzw. unter Lösen der Lagerelemente aus diesen Ausnehmungen in die endseitige Ausnehmung hinein- bzw. aus dieser herausbewegbar ist.
6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine in der Nähe des Ventilelementes (64) sowie in dem Strömungsweg der in das Gehäuse (10) durch den Einlaß (56) eintretenden Motorabgase liegende Gas-Ablenkeinrichtung (126) aufweist, durch die der Aufbau eines unzulässigen Rückdruckes hinter dem Ventilelement (64) verhütet ist.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (64) in Gestalt einer Kugel ausgebildet ist und daß die Gas-Ablenkeinrichtung (126) eine ringförmige Gestalt aufweist und das kugelförmige Ventilelement (64) im radialen Abstand außen umgebend angeordnet ist.
8. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (56) und der Auslaß (58) des

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Durchlasses an einem Ende des Gehäuses (10) angeordnet sind, daß die Spule (70, 78) einen an dem Gehäuse (10) befestigten Endflansch (74) aufweist, der im Abstand von dem erwähnten Ge-■ häuseende sowie von dem Einlaß (56) und dem Auslaß (58) angeordnet ist und daß die ringförmige Gas-Ablenkeinrichtung (126) auf dem Endflansch (74) in koaxialer Zuordnung zu dem Einlaß (56) gehaltert und befestigt ist.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Gas-Ablenkeinrichtung (126) zwischen dem Endflansch (74) und einem benachbarten Ende des Gehäuses (10) sowie axial bezüglich des Einlasses (56) ausgerichtet angeordnet ist und daß die Gas-Ablenkeinrichtung (126) mit einer ringförmigen Ablenkfläche (132) ausgebildet ist, die in die Richtung des Einlasses (56) weist und die radial nach außen sowie von dem Einlaß (56) in Achsrichtung weg weisend abgeschrägt ist.
10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Gas-Ablenkeinrichtung (126) größer als der Durchmesser des kugelförmigen Ventilelementes (64) ist und daß durch die zwei Funktionen erfüllende Gas-Ablenkeinrichtung (126) einerseits das Ventilelement (64) bei seiner öffnungs- und Schließbewegung geführt und andererseits aus dem Einlaß (56) einströmendes Gas bezüglich des Ventilelementes (64) radial nach außen ablenkbar ist, derart, daß der Aufbau eines die Betriebsbewegung des Ventilelementes (64) merklich beeinflussenden Druckes hinter dem Ventilelement (64) verhütet ist.

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11. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß der Anker (102) in der Nähe eines Endes des Polstückes (96) angeordnet ist und normalerweise durch die Federmittel (122) im Abstand von diesem gehalten ist, daß bei erregtem Betätigungsmagneten (68) der Anker entgegen der Wirkung der Federmittel (122) gegen dieses Ende des Polstückes (96) unter Freigabe des kugelförmigen Ventilelementes (64) und öffnung des Einlasses (56) zurückbewegbar ist und daß dieses Ende des Polstückes (96) einen die Rückbewegung des Ankers (102) begrenzenden Sitz für den Anker (102) bildet.
12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ende des Polstückes (96) ein aus gummiartigem Material bestehendes Kissen (134) angeordnet ist, auf das am Ende der Rückbewegung der Anker (102) auftrifft und auf dem er sodann aufliegt.
13. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstück (96) und die Federmittel (122) auf der gleichen Seite des Ankers, und zwar auf dessen dem Ventilelement (64) abgewandten Seite angeordnet sind, und daß die Federmittel (122) radial weiter von dem Polstück (96) entfernt sind als das Ventilelement (64).
14. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (64) auf der dem Polstück (96) und den Federmitteln (122) abgewandten Seite des Ankers (102) angeordnet ist und daß das Ventilelement >(64) mit dem Anker (102) an einer Stelle

in Eingriff steht, die zwischen dem Polstück (96)
und den Federmitteln (122) liegt.
15. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilelement (64) in im wesentlichen koaxialer Zuordnung zu dem Einlaß (56) angeordnet
und mit dem Anker (1Q2) an einer Stelle in Eingriff bringbar ist, die zwischen dem Polstück (96) und
den Federmitteln (122) liegt und daß an dem Anker
(102) Einrichtungen (140, 142, 144) vorgesehen
sind, durch die eine in Ankerquerrichtung zwischen dem Polstück (96) und der Eingriffsstelle des Ventilelementes (64) auf dem Anker (102) durchlaufende
Schwächungslinie ausgebildet ist.
16. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (64) in im wesentlichen koaxialer Zuordnung zu dem Einlaß (56) angeordnet und mit dem Anker (102) an einer Stelle in Eingriff bringbar ist, die zwischen dem Polstück (96) und den Federmitteln

(122) liegt, daß der Anker eine in Ankerquerrichtung zwischen dem Polstück (96) und der Eingriffsstelle des Ventilelementes (64) auf den Anker (102) durchlaufende Schwächungslinie ausbildende Einrichtungen aufweist, längs der der Anker (102) mittels eines
durch den Einlaß (156) eingeführten Werkzeuges unter Veränderung und Einjustierung des Abstandes zwischen dem Anker (102) und dem Einlaß (56) sowie dem Polstück (96) abbiegbar ist, daß das Gehäuse (10) ein Endteil aufweist und der Einlaß (56) sowie der Auslaß (58) in diesem Endteil angeordnet sind, daß die Spule (70,78) einen radial verlaufenden Flansch (74) aufweist, daß die Lagereinrichtung (100) ein den

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von der Spule radial abstehenden Flansch (74) durchdringendes und über diesen vorstehendes Lagerteil (110) aufweist und daß der Anker auf diesem vorstehenden Teil des Lagerteiles (110) frei schwenkbar gelagert ist.
17. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) ein Endteil aufweist und der Einlaß (56) sowie der Auslaß (58) an diesem Endteil angeordnet sind, daß die Spule (70,78) einen radial sich erstreckenden Flansch (74) aufweist, daß die Lagereinrichtung (100) ein diesen von der Spule radial abstehenden Flansch (74) durchdringendes und über diesen vorstehendes Lagerteil (110) aufweist und daß der Anker auf dem vorstehenden Teil des Lagerteils (110) frei schwenkbar gelagert ist.
18. Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das vorstehende Teil des Lagerteiles (110) mit im seitlichen Abstand stehenden, in Längsrichtung sich erstreckenden Fortsätzen (114, 116) ausgebildet ist und daß der Anker (102) zwischen diesen Fortsätzen (114) mit Spiel aufgenommen sowie an gegenüberliegenden Seiten in der Nähe eines seiner Enden mit Schultern ausgebildet ist, die auf den Fortsätzen (114,116) aufliegen und durch diese abgestützt sind.
19.'Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es eine einfache Montage und Demontage des Ankers (102) auf bzw. von dem Lagerteil (110) gestattende Mittel (114,116,118,120) aufweist,

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daß das die Schwenkbewegung ausführende Ende des Ankers (102) an dem Ventilelement (64) anliegt, daß die Federmittel (122)bezüglich des Ventilelementes (64) nach außen zu versetzt angeordnet sind und durch sie der Anker (102) gegen das Ventilelement (64) andrückbar und dieses dadurch in der Schließstellung haltbar ist und daß das Ventilelement (64) unter der elastischen Wirkung der Federmittel (122) als ein den Anker (102) in der montierten Stellung auf dem Lagerteil (110) haltender Drehpunkt dient.