EP1281839A2 - Walzenschieber-Anordnung, insbesondere zur Ladungssteuerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Walzenschieber-Anordnung, insbesondere zur Ladungssteuerung einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1281839A2 EP02013352A EP02013352A EP1281839A2 EP 1281839 A2 EP1281839 A2 EP 1281839A2 EP 02013352 A EP02013352 A EP 02013352A EP 02013352 A EP02013352 A EP 02013352A EP 1281839 A2 EP1281839 A2 EP 1281839A2
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    • F02D9/16—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having slidably-mounted valve members; having valve members movable longitudinally of conduit the members being rotatable
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    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits

Definitions

  • the invention relates to a preamble of claim 1 Roller valve arrangement, in particular for charge control of an internal combustion engine, the one rotatably arranged in a housing with play Roller slide essentially comprises averaged transversely to the axis of rotation arranged through channel, and an upstream of the through channel in a recess of the housing arranged, an inflow channel in sections delimiting slide ring for slidably tight support on the outer contour of the roller valve, the slide ring in the recess with the interposition a sealing element is movably arranged.
  • Such a roller valve arrangement is, for example, from DE 198 15 739 A1 known, the sliding ring in the recess of the housing with interposition an O-ring is movably arranged as a sealing element. At this seal sealed against the inflow channel acts in particular in a position of the roller valve closing the inflow channel this downstream suction vacuum via the running clearance or the circumferential gap between the roller valve and the housing. The therefore with suction vacuum piston ring acted upon by an overpressure in the inflow channel is thereby adversely opposed to any rotation of the plunger the outer circumference pressed tight.
  • the invention is based on the object, the roller valve arrangement to improve that the slide ring essentially only in the locked position of the roller valve lies tight against the inflow channel.
  • a structurally advantageous embodiment of the arrangement is achieved in that the Recess in the housing is designed as a stepped bore with a roller valve facing bore section of small diameter and that the slide ring in the area of the large diameter bore section Has radial flange, between the shoulder of the stepped bore and the Radial flange a device for controlled lifting of the slide ring from the roller valve is arranged.
  • a spring element serves as a device.
  • This can be a ring wave spring or a plate spring or a ring spring made of an elastomer.
  • the sealing element be a lip sealing ring is in the bore portion of large diameter of the housing recess press-in retaining ring arranged a radially inward sealing lip is that cooperates closely with the upstream end face of the slide ring.
  • this lip sealing ring is that the ring-shaped sealing lip when moving of the sliding ring by bending deformation follows the moving sliding ring smallest possible friction of the sealing lip on the face of the slide ring.
  • a roller valve arrangement 1 for charge control of a not shown Internal combustion engine 2 includes one with play in a housing 3 rotatably arranged roller slide with a transverse to the axis of rotation 5 in essentially averaged through channel 6. Upstream of the through channel 6 is an inflow channel 8 in a recess 7 of the housing 3 Sectionally delimiting slide ring 9 for slidably tight support on the Outer contour 10 of the roller valve 4 arranged, the sliding ring 9 in the Recess 7 arranged movably with the interposition of a sealing element 11 is.
  • the recess 7 in the housing 3 is one Stepped bore designed with a bore section facing the roller valve 4 7 'of small diameter, the sliding ring 9 in the region of the bore section 7 "of large diameter has a radial flange 13. It can also be seen from the drawing that between paragraph 14 of the stepped bore 7 and the radial flange 13 a device 12 for controlled lifting the slide ring 9 is arranged by the roller valve 4.
  • a small-sized device 12 is achieved by means of a spring element.
  • This can be designed as an annular wave spring or as a plate spring. Can continue the device or the spring element 12 also as an annular spring from a Be designed elastomer.
  • a sealing element 11 Lip sealing ring is provided, on the large in the bore portion 7 " Diameter of the housing recess 7 press-in retaining ring 15 a radial inwardly directed sealing lip 16 is arranged, with the upstream end face 17 of the slide ring 9 via a flexible deformation with low friction works closely together.

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Abstract

Eine Walzenschieber-Anordnung, insbesondere zur Ladungssteuerung einer Brennkraftmaschine umfasst einen quer zum Walzenschieber in einer Ausnehmung eines Gehäuses angeordneten, einen Zuströmkanal abschnittsweise begrenzenden Gleitring zur gleitbeweglich dichten Auflage auf der Außenkontur des Walzenschiebers, wobei der Gleitring in der Ausnehmung unter Zwischenschaltung eines Dichtelementes beweglich angeordnet ist. Um den Gleitring lediglich in Sperrstellung des Walzenschiebers dicht aufliegen zu lassen wird vorgeschlagen, dass der Gleitring bei den Zuströmkanal offen steuernden Durchgangskanal mittels einer Einrichtung von der Außenkontur des Walzenschiebers entfernt bzw. abgehoben angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine Walzenschieber-Anordnung, insbesondere zur Ladungssteuerung einer Brennkraftmaschine, die einen in einem Gehäuse spielbehaftet drehbeweglich angeordneten Walzenschieber umfasst mit einem quer zur Drehachse im wesentlichen gemittelt angeordneten Durchgangskanal, und einem stromauf des Durchgangskanals in einer Ausnehmung des Gehäuses angeordneten, einen Zuströmkanal abschnittsweise begrenzenden Gleitring zur gleitbeweglich dichten Auflage auf der Außenkontur des Walzenschiebers, wobei der Gleitring in der Ausnehmung unter Zwischenschaltung eines Dichtelementes beweglich angeordnet ist.
Eine derartige Walzenschieber-Anordnung ist beispielsweise aus der DE 198 15 739 A1 bekannt, wobei der Gleitring in der Ausnehmung des Gehäuses unter Zwischenschaltung eines O-Ringes als Dichtelement beweglich angeordnet ist. An diesem gegenüber dem Zuströmkanal abgedichteten Gleitring wirkt insbesondere in einer den Zuströmkanal verschließenden Stellung des Walzenschiebers der auf diesen stromab wirkende Ansaug-Unterdruck über das Laufspiel bzw. den Umfangsspalt zwischen Walzenschieber und Gehäuse. Der somit bei Ansaug-Unterdruck von einem Überdruck im Zuströmkanal kolbenartig beaufschlagte Gleitring wird dadurch in nachteiliger Weise über jede Drehung des Walzenschiebers gegen dessen Außenumfang dichtend angepresst.
Die damit erhöhte Reibung zwischen Walze und Gleitring führt zu erhöhten Verstellkräften sowie zu einem starken Verschleiß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Walzenschieber-Anordnung dahingehend zu verbessern, dass der Gleitring im wesentlichen lediglich in Sperrstellung des Walzenschiebers gegenüber dem Zuströmkanal dicht anliegt.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass der Gleitring bei den Zuströmkanal offen steuernden Durchgangskanal mittels einer Einrichtung von der Außenkontur des Walzenschiebers entfernt bzw. abgehoben angeordnet ist.
Damit sind in vorteilhafter Weise aufgrund der verringerten Reibung reduzierte Verstellkräfte erreicht und außerdem der Verschleiß zwischen Walzenschieber und Gleitring verringert.
Eine baulich vorteilhafte Ausgestaltung der Anordnung ist dadurch erreicht, dass die Ausnehmung im Gehäuse als eine Stufenbohrung gestaltet ist mit einem dem Walzenschieber zugewandten Bohrungsabschnitt von kleinem Durchmesser und dass der Gleitring im Bereich des Bohrungsabschnittes von großem Durchmesser einen Radialflansch aufweist, wobei zwischen dem Absatz der Stufenbohrung und dem Radialflansch eine Einrichtung zum gesteuerten Abheben des Gleitringes vom Walzenschieber angeordnet ist.
Die vorbeschriebene Ausgestaltung ist bezüglich baulicher Einfachheit weiter dahin unterstützt, dass als Einrichtung ein Federelement dient. Dieses kann eine Ring-Wellfeder oder eine Tellerfeder sein oder auch eine Ringfeder aus einem Elastomer.
Wesentlich für ein sicheres Ansprechen auf Druckunterschiede des Gleitringes ist die Gestaltung des reibungsarmen Dichtelementes. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird hierfür vorgeschlagen, dass das Dichtelement ein Lippen-Dichtring ist, an dessen in den Bohrungsabschnitt von großem Durchmesser der Gehäuse-Ausnehmung einpressbaren Haltering eine radial einwärts gerichtete Dichtlippe angeordnet ist, die mit der zuströmseitigen Stirnseite des Gleitringes dicht zusammenwirkt.
Der Vorteil dieses Lippen-Dichtringes ist, dass die ringförmige Dichtlippe bei Bewegungen des Gleitringes durch Biegeverformung dem bewegten Gleitring folgt bei kleinstmöglicher Reibung der Dichtlippe auf der Stirnseite des Gleitringes.
Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt
Fig. 1
eine Walzenschieber-Anordung zur Ladungssteuerung einer Brennkraftmaschine mit einem vom Walzenschieber mittels Federkraft abgehobenen Gleitring,
Fig. 2
die Anordnung nach Fig. 1 in Sperrstellung des Walzenschiebers mit an dessen Außenumfang angeschlagenem Gleitring.
Eine Walzenschieber-Anordnung 1 zur Ladungssteuerung einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine 2 umfasst einen in einem Gehäuse 3 spielbehaftet drehbeweglich angeordneten Walzenschieber mit einem quer zur Drehachse 5 im wesentlichen gemittelt angeordneten Durchgangskanal 6. Stromauf des Durchgangskanals 6 ist in einer Ausnehmung 7 des Gehäuses 3 ein einen Zuströmkanal 8 abschnittsweise begrenzender Gleitring 9 zur gleitbeweglich dichten Auflage auf der Außenkontur 10 des Walzenschiebers 4 angeordnet, wobei der Gleitring 9 in der Ausnehmung 7 unter Zwischenschaltung eines Dichtelementes 11 beweglich angeordnet ist.
Zur Erzielung einer dichten Anlage des Gleitringes 9 auf dem Walzenschieber 4 im wesentlichen lediglich in dessen Sperrstellung gegenüber dem Zuströmkanal 8 wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Gleitring 9 bei den Zuströmkanal offen steuernden Durchgangskanal 6 mittels einer Einrichtung von der Außenkontur 10 des Walzenschiebers 4 entfernt bzw. abgehoben angeordnet ist.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die Ausnehmung 7 im Gehäuse 3 als eine Stufenbohrung gestaltet mit einem den Walzenschieber 4 zugewandten Bohrungsabschnitt 7' von kleinem Durchmesser, wobei der Gleitring 9 im Bereich des Bohrungsabschnittes 7" von großem Durchmesser einen Radialflansch 13 aufweist. Weiter ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass zwischen dem Absatz 14 der Stufenbohrung 7 und dem Radialflansch 13 eine Einrichtung 12 zum gesteuerten Abheben des Gleitringes 9 vom Walzenschieber 4 angeordnet ist.
Eine kleinbauende Einrichtung 12 ist mittels eines Federelementes erzielt. Dieses kann als eine Ring-Wellfeder oder als eine Tellerfeder ausgebildet sein. Weiter kann die Einrichtung bzw. das Federelement 12 auch als eine Ringfeder aus einem Elastomer gestaltet sein.
Zur Erzielung eines auf geringe Druckunterschiede zwischen der Abströmseite und der Zuströmseite des Walzenschiebers 4 in Sperrstellung ist als Dichtelement 11 ein Lippen-Dichtring vorgesehen, an dessen in den Bohrungsabschnitt 7" von großem Durchmesser der Gehäuse-Ausnehmung 7 einpressbaren Haltering 15 eine radial einwärts gerichtete Dichtlippe 16 angeordnet ist, die mit der zuströmseitigen Stirnseite 17 des Gleitringes 9 über eine biegeelastische Verformung mit geringer Reibung dicht zusammenwirkt.
Mit der Erfindung wird somit in vorteilhafter Weise erreicht, dass der Gleitring 9 bei offen gesteuertem Zuströmkanal 8 durch den Durchgangskanal 6 mittels der Feder-Einrichtung 12 vom Walzenschieber 4 abgehoben ist und beim Schließen des Zuströmkanals 8 mittels des Walzenschiebers 4 der Gleitring 9 durch den sich aufbauenden Unterdruck stromab des Walzenschiebers 4 der Gleitring 9 zur Anlage am Walzenschieber 4 gebracht ist.

Claims (6)

  1. Walzenschieber-Anordnung, insbesondere zur Ladungssteuerung einer Brennkraftmaschine, umfassend einen in einem Gehäuse (3) spielbehaftet drehbeweglich angeordneten Walzenschieber (4) mit einem quer zur Drehachse (5) im wesentlichen gemittelt angeordneten Durchgangskanal (6), und
    einen stromauf des Durchgangskanals (6) in einer Ausnehmung (7) des Gehäuses (3) angeordneten, einen Zuströmkanal (8) abschnittsweise begrenzenden Gleitring (9) zur gleitbeweglich dichten Auflage auf der Außenkontur (10) des Walzenschiebers (4), wobei
    der Gleitring (9) in der Ausnehmung (7) unter Zwischenschaltung eines Dichtelementes (11) beweglich angeordnet ist,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass der Gleitring (9) bei den Zuströmkanal (8) offen steuernden Durchgangskanal (6) mittels einer Einrichtung (12) von der Außenkontur (10) des Walzenschiebers (4) entfernt bzw. abgehoben angeordnet ist.
  2. Walzenschieber-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ausnehmung (7) im Gehäuse (3) als eine Stufenbohrung gestaltet ist mit einem dem Walzenschieber (4) zugewandten Bohrungsabschnitt (7') von kleinem Durchmesser, und
    dass der Gleitring (9) im Bereich des Bohrungsabschnittes (7") von großem Durchmesser einen Radialflansch (13) aufweist, wobei
    zwischen dem Absatz (14) der Stufenbohrung (7) und dem Radialflansch (13) eine Einrichtung (12) zum gesteuerten Abheben des Gleitringes (9) vom Walzenschieber (4) angeordnet ist.
  3. Walzenschieber-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtung (12) ein Federelement dient.
  4. Walzenschieber-Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Federelement (12) eine Ring-Wellfeder oder eine Tellerfeder dient.
  5. Walzenschieber-Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12) eine Ringfeder aus einem Elastomer ist.
  6. Walzenschieber-Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Dichtelement (11) ein Lippen-Dichtring ist, an
    dessen in den Bohrungsabschnitt (7") von großem Durchmesser der Gehäuse-Ausnehmung (7) einpressbaren Haltering (15) eine radial einwärts gerichtete Dichtlippe (16) angeordnet ist, die
    mit der zuströmseitigen Stirnseite (17) des Gleitringes (9) dicht zusammenwirkt.
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