EP1366281A1 - Self-cleaning valves in air entry or waste gas systems in internal combustion engines - Google Patents

Self-cleaning valves in air entry or waste gas systems in internal combustion engines

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Publication number
EP1366281A1
EP1366281A1 EP02716595A EP02716595A EP1366281A1 EP 1366281 A1 EP1366281 A1 EP 1366281A1 EP 02716595 A EP02716595 A EP 02716595A EP 02716595 A EP02716595 A EP 02716595A EP 1366281 A1 EP1366281 A1 EP 1366281A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
movement
anspmch
valve according
rotary
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02716595A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ralph Krause
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1366281A1 publication Critical patent/EP1366281A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/50—Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/50—Arrangements or methods for preventing or reducing deposits, corrosion or wear caused by impurities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/53—Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
    • F02M26/54—Rotary actuators, e.g. step motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/66—Lift valves, e.g. poppet valves
    • F02M26/67—Pintles; Spindles; Springs; Bearings; Sealings; Connections to actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/02—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with screw-spindle

Definitions

  • the invention relates to a self-cleaning valve, in particular in a deceleration engine.
  • Valves are used, for example, to mix gas flows in the exhaust gas recirculation system of modern motor vehicle internal combustion engines. For example, burned exhaust gas is mixed with a fresh air stream to reduce the peak combustion temperature.
  • the exhaust gas recirculation effectively reduces the temperature-dependent NO x emissions of the internal combustion engine.
  • the exhaust gas recirculation system contains an exhaust gas recirculation valve that controls the amount of exhaust gas to be recirculated.
  • DE 198 25 656 AI relates to an exhaust gas recirculation valve for internal combustion engines, which has a valve passage with valve seat surface and a valve member with an annular surface assigned to the valve seat surface and facing.
  • the annular surface of the valve member is formed on an axially projecting annular collar on the top of the valve member, while the valve seat surface of the housing part is provided on the lower side thereof.
  • the object of this invention is to design an exhaust gas recirculation valve in such a way that a flawless opening and / or measuring function between the valve member and the valve seat is ensured. For this purpose, the contamination of the sealing function elements is avoided by constructive design of the sealing function elements. These are passive measures, no active self-cleaning of the exhaust gas recirculation valve.
  • EP 0 856 657 A2 discloses an exhaust gas recirculation valve for an internal combustion engine, with a housing which contains an exhaust gas duct with a valve seat, which is controlled by a valve member and whose actuating member is displaceably guided in the housing and is actuated by an adjusting device.
  • the adjusting device has a rotary working drive and a gear-changing device connected downstream of the drive, by means of which the rotary drive movement of the drive can be converted into a translational movement of the actuating member with valve member.
  • the valve member therefore carries out only a translatory and not a rotational movement.
  • DE 196 03 592 Cl relates to a valve control for an internal combustion engine, in particular for an exhaust gas recirculation valve, with an electrically controllable rotary magnet, with an actuator arrangement which can be driven by a rotary magnet and which can be connected to a valve disk which can be guided on a valve rod.
  • a lifting device of the actuator arrangement With a lifting device of the actuator arrangement, a rotary movement that can be controlled by the rotary magnet can be converted into a lifting movement of the valve disk.
  • the axial guide is designed as a longitudinal groove bearing, which forms an anti-rotation device. Rotation of the valve plate is prevented in this invention.
  • an exhaust gas recirculation valve which has a coil device and a ball bearing.
  • the ball bearing supports a guide element which, in response to an electrical actuation of the coil device, carries out a translational movement together with an actuating element of the valve, as a result of which the valve opens.
  • a rotational movement is not disclosed.
  • Exhaust gas recirculation valves on internal combustion engines can cause contamination of the valve functional elements in certain operating states or in the case of incorrectly matched combustion.
  • sticking to the sealing function elements can occur, which results in sluggishness or even failure of the component.
  • local detachment of the impurities on the valve functional elements results in leaks when the valve is closed.
  • Contamination of valves can be prevented by a self-cleaning mechanism of the valves.
  • such self-cleaning takes place in a valve in an internal combustion engine, which contains a valve plate and a valve seat in a housing, by superimposing a lifting movement of the valve plate on a rotary movement of the valve plate relative to the valve seat. If only one lifting movement is carried out, this results in normal stresses which do not lead to an even load on the accumulated dirt between the valve plate and valve seat. Rather, it can become local due to the normal stresses Detachment of the dirt and thereby local leaks occur when the valve is closed. Due to the superimposed rotary motion, shear stresses are evenly distributed on the contact surface between the valve plate and valve seat, through which contamination or contamination - between the valve plate and valve seat are evenly removed. Accordingly, the valve is self-cleaning.
  • An advantage of the present invention is accordingly that this self-cleaning mechanism removes the contaminants or contaminants carried in the flowing medium to be controlled, which accumulate on a valve without a cleaning mechanism between the functional elements of the valve plate and the valve seat and can thus lead to the component being inoperable ,
  • valve according to the invention activates the self-cleaning mechanism each time it is opened and closed.
  • the rotary movement of the valve plate relative to the valve seat is non-linear to the lifting movement.
  • a non-linear coupling of the rotary movement with the stroke movement can be advantageous, for example, in such a way that only a small stroke is realized at the beginning of the opening movement of the valve and a large stroke at the end. As a result, even small amounts of a flowing medium can be metered using the valve.
  • the valve according to the invention can be designed such that it is actuated by a rotationally operating drive which is firmly connected to the housing.
  • rotating work means that the drive applies a torque that can be transmitted to the valve via a shaft.
  • a return spring engages the shaft of the rotary drive, which closes the valve if the drive is defective.
  • the torsion spring is tensioned so that it closes the valve if the actuator malfunctions.
  • a shaping device converts a movement of the rotationally operating drive into the superimposed lifting and rotating movement.
  • the forming device can contain a rotary motion transmission element and a motion conversion element.
  • the rotary motion transmission member serves to transmit the rotary motion of the drive to the motion conversion member.
  • the motion converting member sets the one transmitted by the rotary motion transmitting member Rotational movement in the stroke movement superimposed by a rotary movement according to the invention.
  • a lifting shaft can be firmly connected to the motion conversion element. At the end of the lifting shaft, the valve disk is fixed in a rotationally rigid manner. The superimposed rotary and lifting movement carried out by the movement conversion element is transmitted to the valve plate via the lifting shaft.
  • valve disk-lifting shaft connection must accordingly be able to absorb forces both in the radial and in the axial direction without loosening. Due to the superimposed rotary and lifting movement carried out by the lifting shaft, the valve disk lifts off the valve seat during the opening process and releases an opening cross section. The greater the angle of rotation of the rotary drive, the larger the cross-section of the opening and also the flow of the flowing medium through the valve. According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the rotary motion transmission member engages in an opening of the motion conversion member in a form-fitting manner and displaceable in the axial direction.
  • the rotary movement transmission member moves in the opening in the axial direction, but remains stationary relative to the housing.
  • the opening must be of a suitable depth so that the rotary motion transmission element does not move completely out of the opening even when the valve is opened to the maximum (maximum stroke). It can also be expedient that the rotary motion transmission element and the motion conversion element are firmly connected and that the rotary motion transmission element engages in a form-fitting manner in an opening located in the rotary drive.
  • the conversion of the movement of the rotationally operating drive into the superimposed lifting and rotating movement of the valve plate takes place with the aid of interlocking threads on the movement conversion member and the housing.
  • the housing absorbs the reaction force of the resulting lifting and rotating movement between the threads.
  • the transmission bodies can be designed to be rolling or sliding.
  • rolling transmission bodies are balls or cylinders.
  • sliding transmission bodies are cuboids or trapezoidal sliding elements.
  • the transmission bodies can advantageously be stationary on the movement conversion element and can move in a helical groove in the housing.
  • the groove does not have a constant but a variable slope. As described above, this results in a non-linear coupling of the lifting and rotating movements of the valve plate relative to the valve seat. For example, it is possible to implement only a small stroke (flat slope) at the beginning of the opening movement and a large stroke (large slope) at the end. This has the advantages that, on the one hand, the self-cleaning effect is further enhanced with such a groove and, on the other hand, the small quantity metering of the lift valves, which naturally have a degressive throughput characteristic, is improved.
  • the valve according to the invention can be used both to control the flow of a flowing medium and to control the mixture of several flowing media. Furthermore, it can be used to open in the flow direction of a flowing medium to be metered or to open against the flow direction of a flowing medium.
  • the invention relates to the use of a valve in an internal combustion engine, the valve containing a valve plate and a valve seat in a housing, and a rotary movement of the valve plate relative to the valve seat being superimposed on a lifting movement of the valve plate.
  • the valve is used to control the inflow or outflow of at least one flowing medium.
  • the valve can be used in particular in an internal combustion engine to control the supply air or the extract air. Possible flowing media are exhaust gas, air or a fuel-air mixture.
  • the valve can be used as an exhaust gas recirculation valve.
  • FIG. 1 shows the construction of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with opening against the exhaust gas flow and without fresh air throughput
  • FIG. 2 shows the construction of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with opening with the exhaust gas flow and without fresh air throughput
  • Figure 3 shows the structure of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with an opening with the exhaust gas flow and with fresh air throughput and
  • Figure 4 shows the structure of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with an opening against the exhaust gas flow and with fresh air throughput.
  • Figure 1 shows the structure of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with an opening against the exhaust gas flow and without fresh air throughput.
  • the valve is shown in the open position (right half) and in the closed position (left half).
  • the rotationally operating drive 8 is seated on the housing 10.
  • the shaft of the drive 8 is fixedly connected to the rotary motion transmission element 6.
  • a square located on the shaft of the drive 8 serves as a rotary motion transmission element 6.
  • This rotary motion transmission element engages in a form-fitting manner in the correspondingly designed opening 11 of the motion conversion element 5.
  • the rotary drive 8 rotates, the rotary motion of the shaft of the drive is transmitted to the motion conversion member 5 via the rotary motion transmission member 6.
  • the movement conversion ghed 5 rotates, it is guided through the thread 12 on the movement conversion member 5 and in the housing 10 so that it carries out a superimposed rotary and lifting movement (13 and 14).
  • the opening 11, in which the rotary movement transmission element 6 is located in a form-fitting manner shifts in the vertical direction relative to the rotary movement transmission element 6, so that the opening 11 becomes larger when the valve 15 is opened and becomes smaller when it is closed.
  • the rotary motion transmission member remains stationary relative to the housing 10. The rotational movement of the valve plate 1 relative to the valve seat each time the valve 15 opens and closes, and evenly distributed shear stresses are built up on the contact surface between valve plate 1 and valve seat 2. These shear stresses cause contamination or soiling to be evenly removed between valve plate 1 and valve seat 2.
  • valve 15 When the valve 15 opens, a return spring 7 engaging the shaft of the rotary drive is tensioned.
  • the return spring 7 is designed and biased so that the valve 15 is closed by the torsion spring 7 when the drive 8 is inoperative.
  • the valve disk 1 moves against the flow direction of the exhaust gas 9 when the valve 15 is opened.
  • the valve 15 controls only a gas flow, such as the exhaust gas 9.
  • FIG. 2 shows the structure of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with an opening with the exhaust gas flow and without fresh air throughput.
  • the structure of the valve 15 corresponds essentially to that in FIG. 1.
  • FIG. 2 shows a valve 15 in which the valve plate 1 opens with the flow direction of the exhaust gas 9 relative to the valve seat 2.
  • the valve 15 controls only one gas flow.
  • FIG. 3 shows the structure of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with an opening with the exhaust gas flow and with fresh air throughput.
  • the structure of the valve 15 corresponds essentially to that in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a valve 15 in which (as in FIG. 2) the valve plate 1 opens with the flow direction of the exhaust gas 9 relative to the valve seat 2.
  • fresh air 16 flows through the valve 15 and, when the valve 15 is open, there is a mixed flow of exhaust gas and fresh air 17, that is to say an admixture of one flowing medium to another.
  • This variant of the valve according to the invention could, for example, be used as an exhaust gas recirculation valve in which exhaust gas is mixed into a fresh air stream.
  • FIG. 4 shows the construction of a self-cleaning exhaust gas stirring valve with an opening against the exhaust gas flow and with fresh air throughput.
  • the structure of the valve essentially corresponds to that in FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a valve 15 in which fresh air 16 flows through valve 15 (as in FIG. 3) and in which valve 15 opens when valve 15 is open mixed flow of exhaust gas and fresh air 17 results.
  • the valve plate 1 opens relative to the valve seat 2 against the flow direction of the exhaust gas 9.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a valve (15) for fluid flows in air entry or waste gas systems in internal combustion engines, comprising a valve plate (1) and a valve seat (2) in a housing (10). The lift movement (14) of the valve plate (1) corresponds to a rotational movement (13) of the valve plate (1) in relation to the valve seat (2) in order to control the incoming or outgoing flow of a flowing medium or several flowing media>.<

Description

Selbstreinigende Ventile in Zuluft- oder Abgassystem an Verbrennungskraftmaschinen Self-cleaning valves in the supply air or exhaust system on internal combustion engines
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstreinigendes Ventil, insbesondere bei einer Ver- brermungskraftmaschine. Ventile dienen beispielsweise der Mischung von Gasströmen in dem Abgasrückfuhrungssystem moderner Kraftfahrzeugverbrennungsmotoren. Dabei wird zum Beispiel verbranntes Abgas einem Frischluftstrom zugemischt zur Senkung der Verbrennungsspitzentemperatur. Die Abgasrückführung mindert die temperaturabhängigen NOx-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine wirkungsvoll. Das Abgasrückfiihrungs- System enthält ein Abgasrückführventil, daß die --urückzuführende Abgasmenge steuert.The invention relates to a self-cleaning valve, in particular in a deceleration engine. Valves are used, for example, to mix gas flows in the exhaust gas recirculation system of modern motor vehicle internal combustion engines. For example, burned exhaust gas is mixed with a fresh air stream to reduce the peak combustion temperature. The exhaust gas recirculation effectively reduces the temperature-dependent NO x emissions of the internal combustion engine. The exhaust gas recirculation system contains an exhaust gas recirculation valve that controls the amount of exhaust gas to be recirculated.
Stand der TechnikState of the art
DE 198 25 656 AI bezieht sich auf ein Abgasriickführventil für Brerinkraftmaschinen, das einen Ventildurchlaß mit Ventilsitzfläche und ein Ventilglied mit einer der Ventilsitzfläche zugeordneten und zugewandten Ringfläche aufweist. Die Ringfläche des Ventilgliedes ist an einem axial überstehenden Ringbund auf der Oberseite des Ventilgliedes ausgebildet, während die Ventilsitzfläche des Gehäuseteils auf deren unteren Seite vorgesehen ist. Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Abgasrückführventil so auszubilden, daß eine ein- wandfreie Öffhungs- bzw. ScMießfunktion zwischen dem Ventilglied und dem Ventilsitz gewährleistet wird. Dazu wird die Verschmutzung der Dichtfunktionselemente durch konstruktive Gestaltung der Dichtfunktionselemente vermieden. Es handelt sich dabei um passive Maßnahmen, keine aktive Selbstreinigung des Abgasrückführventils.DE 198 25 656 AI relates to an exhaust gas recirculation valve for internal combustion engines, which has a valve passage with valve seat surface and a valve member with an annular surface assigned to the valve seat surface and facing. The annular surface of the valve member is formed on an axially projecting annular collar on the top of the valve member, while the valve seat surface of the housing part is provided on the lower side thereof. The object of this invention is to design an exhaust gas recirculation valve in such a way that a flawless opening and / or measuring function between the valve member and the valve seat is ensured. For this purpose, the contamination of the sealing function elements is avoided by constructive design of the sealing function elements. These are passive measures, no active self-cleaning of the exhaust gas recirculation valve.
EP 0 856 657 A2 offenbart ein Abgasrückführventil für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, das einen Abgaskanal mit einem Ventilsitz enthält, der von einem Ventilglied beherrscht wird und dessen Betätigungsglied im Gehäuse verschiebbar geführt ist und von einer Versteileinrichtung betätigt wird. Die Versteileinrichtung weist einen rotatorisch arbeitenden Antrieb und eine dem Antrieb nachgeschaltete getriebliche Umformeinrichtung auf, mittels der die Drehantriebsbewegung des Antriebes in eine Translationsbewegung des Betätigungsgliedes mit Ventilglied umformbar ist. Das Ventilglied führt demnach nur eine translatorische und keine rotatorische Bewegung aus.EP 0 856 657 A2 discloses an exhaust gas recirculation valve for an internal combustion engine, with a housing which contains an exhaust gas duct with a valve seat, which is controlled by a valve member and whose actuating member is displaceably guided in the housing and is actuated by an adjusting device. The adjusting device has a rotary working drive and a gear-changing device connected downstream of the drive, by means of which the rotary drive movement of the drive can be converted into a translational movement of the actuating member with valve member. The valve member therefore carries out only a translatory and not a rotational movement.
DE 196 03 592 Cl betrifft eine Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Abgasrückführventil, mit einem elektrisch ansteuerbaren Drehmagneten, mit einer Stellgliedanordnung, die von einem Drehmagneten antreibbar ist und die mit einem an einer Ventilstange führbaren Ventilteller verbindbar ist. Zwangsweise ist mit einer Hubein- richtung der Stellgliedanordnung eine durch den Drehmagneten ansteuerbare Drehbewegung in eine Hubbewegung des Ventiltellers umsetzbar. Die Axialführung ist als Längsrillenlager ausgebildet, das eine Verdrehsicherung bildet. Eine Drehbewegung des Ventiltellers wird bei dieser Erfindung unterbunden.DE 196 03 592 Cl relates to a valve control for an internal combustion engine, in particular for an exhaust gas recirculation valve, with an electrically controllable rotary magnet, with an actuator arrangement which can be driven by a rotary magnet and which can be connected to a valve disk which can be guided on a valve rod. With a lifting device of the actuator arrangement, a rotary movement that can be controlled by the rotary magnet can be converted into a lifting movement of the valve disk. The axial guide is designed as a longitudinal groove bearing, which forms an anti-rotation device. Rotation of the valve plate is prevented in this invention.
Aus EP 0 740 066 AI ist ein Abgasrückführventil bekannt, das eine Spulenvorrichtung und ein Kugellager aufweist. Das Kugellager lagert ein Führelement, das als Reaktion auf eine elektrische Betätigung der Spulenvorrichtung gemeinsam mit einem Betätigungsglied des Ventils eine Translationsbewegung ausführt, wodurch sich das Ventil öffnet. Eine Rotationsbewegung wird nicht offenbart.From EP 0 740 066 AI an exhaust gas recirculation valve is known which has a coil device and a ball bearing. The ball bearing supports a guide element which, in response to an electrical actuation of the coil device, carries out a translational movement together with an actuating element of the valve, as a result of which the valve opens. A rotational movement is not disclosed.
Bei Abgasriickführventilen an Verbrennungsmotoren kann es in bestimmten Betriebszu- ständen oder bei falsch abgestimmter Verbrennung zu Verunreinigungen an den Ventilfunktionselementen kommen. In Verbindung mit Öl aus der Kurbelgehäuseentlüftung und oder Rußpartikeln kann es zu Verklebungen an den Dichtfunktionselementen kommen, woraus die Schwergängigkeit oder sogar der Ausfall der Komponente resultiert. Ferner haben lokale Ablösungen der Verunreinigungen an den Ventilfunktionselementen Undichtigkeiten bei geschlossenem Ventil zur Folge.Exhaust gas recirculation valves on internal combustion engines can cause contamination of the valve functional elements in certain operating states or in the case of incorrectly matched combustion. In connection with oil from the crankcase ventilation and or soot particles, sticking to the sealing function elements can occur, which results in sluggishness or even failure of the component. Furthermore, local detachment of the impurities on the valve functional elements results in leaks when the valve is closed.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Verunreinigungen von Ventilen können durch einen Selbstreinigungsmechanismus der Ventile verhindert werden. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt eine solche Selbstreinigung in einem Ventil in einer Verbrennungskraftmaschine, das einen Ventilteller und einen Ventilsitz in einem Gehäuse enthält, indem einer Hubbewegung des Ventiltellers, eine Drehbewegung des Ventiltellers relativ zu dem Ventilsitz überlagert wird. Wenn lediglich eine Hubbewegung ausgeführt wird, so resultieren daraus Normalspannungen, die nicht zu einer gleichmäßigen Belastung auf die angelagerten Verschmutzungen zwischen Ventilteller und Ventilsitz fuhren. Vielmehr kann es durch die Normalspannungen zu lokalen Ablösungen der Verschmutzungen und dadurch zu lokalen Undichtigkeiten bei geschlossenem Ventil kommen. Durch die überlagerte Drehbewegung werden an der Kontaktfläche zwischen Ventilteller und Ventilsitz gleichmäßig verteilt Schubspannungen aufgebaut, durch die Verunreinigungen oder Verschmutzungen --wischen Ventilteller und Ventilsitz gleichmäßig abgetragen werden. Es erfolgt demnach eine Selbstreinigung des Ventils.Contamination of valves can be prevented by a self-cleaning mechanism of the valves. In the present invention, such self-cleaning takes place in a valve in an internal combustion engine, which contains a valve plate and a valve seat in a housing, by superimposing a lifting movement of the valve plate on a rotary movement of the valve plate relative to the valve seat. If only one lifting movement is carried out, this results in normal stresses which do not lead to an even load on the accumulated dirt between the valve plate and valve seat. Rather, it can become local due to the normal stresses Detachment of the dirt and thereby local leaks occur when the valve is closed. Due to the superimposed rotary motion, shear stresses are evenly distributed on the contact surface between the valve plate and valve seat, through which contamination or contamination - between the valve plate and valve seat are evenly removed. Accordingly, the valve is self-cleaning.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist demnach, daß durch diesen Selbstreinigungsmechanismus die im zu steuerenden strömenden Medium mitgeführten Verunreinigungen oder Verschmutzungen, die sich an einem Ventil ohne Reinigungsmechanismus zwischen den Funktionselementen Ventilteller und Ventilsitz anlagern und so zur Funktionsunfahig- keit der Komponente führen können, entfernt werden.An advantage of the present invention is accordingly that this self-cleaning mechanism removes the contaminants or contaminants carried in the flowing medium to be controlled, which accumulate on a valve without a cleaning mechanism between the functional elements of the valve plate and the valve seat and can thus lead to the component being inoperable ,
Vorteilhaft ist auch, daß das erfmdungsgemäße Ventil bei jedem Öffnen und Schließen den Selbstreinigungsmechanismus aktiviert.It is also advantageous that the valve according to the invention activates the self-cleaning mechanism each time it is opened and closed.
Bei einer Ausfuhrungsform der Erfindung verläuft die Drehbewegung des Ventiltellers relativ zu dem Ventilsitz nichtlinear zu der Hubbewegung. Vorteilhaft kann eine nichtlinear gestaltete Kopplung der Dreh- mit der Hubbewegung beispielsweise derart sein, daß zu Beginn der Öffnungsbewegung des Ventils nur ein geringer Hub und am Ende ein großer Hub realisiert wird. Dadurch können auch kleine Mengen eines strömenden Mediums mit Hilfe des Ventils dosiert werden.In one embodiment of the invention, the rotary movement of the valve plate relative to the valve seat is non-linear to the lifting movement. A non-linear coupling of the rotary movement with the stroke movement can be advantageous, for example, in such a way that only a small stroke is realized at the beginning of the opening movement of the valve and a large stroke at the end. As a result, even small amounts of a flowing medium can be metered using the valve.
Das erfmdungsgemäße Ventil kann so ausgebildet sein, daß es durch einen mit dem Gehäuse fest verbundenen, rotatorisch arbeitenden Antrieb betätitgt wird. Rotatorisch arbei- tend heißt in diesem Zusammenhang, daß der Antrieb ein Drehmoment aufbringt, das über eine Welle auf das Ventil übertragen werden kann.The valve according to the invention can be designed such that it is actuated by a rotationally operating drive which is firmly connected to the housing. In this context, rotating work means that the drive applies a torque that can be transmitted to the valve via a shaft.
An der Welle des rotatorisch arbeitenden Antriebs greift in einer Ausgestaltungsform der Erfindung eine Rückdrehfeder an, die das Ventil schließt, falls der Antrieb defekt ist. Bei der Öffnung des Ventils wird die Drehfeder gespannt, so daß sie das Ventil bei einer Funktionsstörung des Antriebs schließt.In one embodiment of the invention, a return spring engages the shaft of the rotary drive, which closes the valve if the drive is defective. When the valve opens, the torsion spring is tensioned so that it closes the valve if the actuator malfunctions.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung formt eine Umformeinrichtung eine Bewegung des rotatorisch arbeitenden Antriebs in die überlagerte Hub- und Drehbewegung um. Die Umformeinrichtung kann dabei ein Drehbewegungsübertragungsglied und ein Bewe- gungsumsetzungsglied enthalten. Das Drehbewegungsübertragungsglied dient der Übertragung der Drehbewegung des Antriebs auf das Bewegungsumsetzungsglied. Das Bewe- gungsumsetzungsglied setzt die durch das Drehbewegungsübertragungsglied übertragene Drehbewegung in die erf-ndungsgemäß von einer Drehbewegung überlagerte Hubbewegung um. Mit dem Bewegungsumsetzungsglied kann eine Hubwelle fest verbunden sein. Am Ende der Hubwelle ist drehstarr der Ventilteller befestigt. Über die Hubwelle wird die durch das Bewegungsumsetzungsglied ausgeführte überlagerte Dreh- und Hubbewegung auf den Ventilteller übertragen. Die Ventilteller-Hubwellenverbindung muß dem entsprechend Kräfte sowohl in radialer als auch in axialer Richtung aufnehmen können, ohne sich zu lösen. Durch die von der Hubwelle ausgeführte überlagerte Dreh- und Hubbewegung hebt beim Öffnungsvorgang der Ventilteller von dem Ventilsitz ab und gibt einen Öffnungsquerschnitt frei. Je größer der Drehwinkel des rotatorisch arbeitenden Antriebs ist, umso größer ist der Öf-hungsquerschnitt und ebenso der Durchfluß des strömenden Mediums durch das Ventil. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Drehbewegungsübertragungsglied formschlüssig und in axialer Richtung verschiebbar in eine Öffnung des Bewegungsumsetzungsgliedes eingreift. Führt das Bewegungsumsetzungsglied eine Hubbewegung (überlagert von einer Drehbewegung) aus, so verschiebt sich das Drehbewegungsübertragungsglied in der Öffnung in axialer Richtung, wobei es aber relativ zu dem Gehäuse ortsfest bleibt. Die Öffnung muß eine angemessene Tiefe aufweisen, so daß sich das Drehbewegungsübertragungsglied auch bei maximaler Öffnung des Ventils (maximaler Hub) nicht vollständig aus der Öffnung hinausbewegt. Es kann auch zweckmäßig sein, daß das Drehbewegungsübertragungsglied und das Bewegungsumsetzungsglied fest verbunden sind und daß das Drehbewegungsübertragungsglied in eine im rotatorisch arbeitenden Antrieb befindliche Öffnung formschlüssig eingreift.In one embodiment of the invention, a shaping device converts a movement of the rotationally operating drive into the superimposed lifting and rotating movement. The forming device can contain a rotary motion transmission element and a motion conversion element. The rotary motion transmission member serves to transmit the rotary motion of the drive to the motion conversion member. The motion converting member sets the one transmitted by the rotary motion transmitting member Rotational movement in the stroke movement superimposed by a rotary movement according to the invention. A lifting shaft can be firmly connected to the motion conversion element. At the end of the lifting shaft, the valve disk is fixed in a rotationally rigid manner. The superimposed rotary and lifting movement carried out by the movement conversion element is transmitted to the valve plate via the lifting shaft. The valve disk-lifting shaft connection must accordingly be able to absorb forces both in the radial and in the axial direction without loosening. Due to the superimposed rotary and lifting movement carried out by the lifting shaft, the valve disk lifts off the valve seat during the opening process and releases an opening cross section. The greater the angle of rotation of the rotary drive, the larger the cross-section of the opening and also the flow of the flowing medium through the valve. According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the rotary motion transmission member engages in an opening of the motion conversion member in a form-fitting manner and displaceable in the axial direction. If the movement conversion member carries out a lifting movement (superimposed by a rotary movement), the rotary movement transmission member moves in the opening in the axial direction, but remains stationary relative to the housing. The opening must be of a suitable depth so that the rotary motion transmission element does not move completely out of the opening even when the valve is opened to the maximum (maximum stroke). It can also be expedient that the rotary motion transmission element and the motion conversion element are firmly connected and that the rotary motion transmission element engages in a form-fitting manner in an opening located in the rotary drive.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Umsetzung der Bewegung des rotatorisch arbeitenden Antriebs in die überlagerte Hub- und Drehbewegung des Ventiltellers mit Hilfe von ineinandergreifenden Gewinden an dem Bewegungsumsetzungsglied und dem Gehäuse erfolgt. Das Gehäuse nimmt zwischen den Gewindegängen die Reaktionskraft der resultierenden Hub- und Drehbewegung auf.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the conversion of the movement of the rotationally operating drive into the superimposed lifting and rotating movement of the valve plate takes place with the aid of interlocking threads on the movement conversion member and the housing. The housing absorbs the reaction force of the resulting lifting and rotating movement between the threads.
Es kann auch zweckmäßig sein, daß die Umsetzung der Bewegung und des rotatorisch arbeitenden Antriebs in die überlagerte Hub- und Drehbewegung des Ventiltellers mit Hilfe mindestens eines, bevorzugt mindestens zweier, Übertragungskörper erfolgt. Dabei wird die Reaktionskraft nicht zwischen Gewindegängen direkt, sondern über die Übertragungskörper aufgenommen. Die Übertragungskörper können rollend oder gleitend ausgebildet sein. Beispiele rollender Übertragungskörper sind Kugeln oder Zylinder. Beispiele gleitender Übertragungskörper sind Quader oder trapezförmige Gleitelemente. Vorteilhaft können sich die Übertragungskörper ortsfest am Bewegungsumsetzungsglied befinden und sich in einer schraubenförmig ausgebildeten Nut in dem Gehäuse bewegen. Es kann aber auch zweckmäßig sein, daß sich die Übertragungskörper ortsfest in dem Gehäuse befinden und sich in einer schraubenförmig ausgebildeten Nut am Bewegungsumset- zungsglied bewegen können.It can also be expedient for the conversion of the movement and of the rotationally operating drive into the superimposed lifting and rotating movement of the valve plate to take place with the aid of at least one, preferably at least two, transmission bodies. The reaction force is not absorbed directly between threads, but via the transmission body. The transmission bodies can be designed to be rolling or sliding. Examples of rolling transmission bodies are balls or cylinders. Examples of sliding transmission bodies are cuboids or trapezoidal sliding elements. The transmission bodies can advantageously be stationary on the movement conversion element and can move in a helical groove in the housing. However, it can also be expedient for the transmission bodies to be stationary in the housing and to be able to move in a helically shaped groove on the movement conversion element.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Nut keine konstante, sondern eine veränderliche Steigung aufweist. Dadurch wird, wie vorhergehend beschrieben, eine nichtlineare Kopplung der Hub- mit der Drehbewegung des Ven- tiltellers relativ zum Ventilsitz erreicht. Es ist beispielsweise möglich, zu Beginn der Öffnungsbewegung nur einen geringen Hub (flache Steigung) und am Ende einen großen Hub (große Steigung) zu realisieren. Dabei ergeben sich die Vorteile, daß einerseits mit einer derart gestalteten Nut der Selbstreinigungseffekt weiter verstärkt wird und andererseits die Kleinmengendosierbarkeit der naturgemäß mit einer degressiven Durchsatzkennlinie be- hafteten Hubventile verbessert wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the groove does not have a constant but a variable slope. As described above, this results in a non-linear coupling of the lifting and rotating movements of the valve plate relative to the valve seat. For example, it is possible to implement only a small stroke (flat slope) at the beginning of the opening movement and a large stroke (large slope) at the end. This has the advantages that, on the one hand, the self-cleaning effect is further enhanced with such a groove and, on the other hand, the small quantity metering of the lift valves, which naturally have a degressive throughput characteristic, is improved.
Das erfindungsgemäße Ventil kann sowohl zur Steuerung des Durchflusses eines strömenden Mediums, als auch zur Steuerung der Mischung mehrerer strömender Medien verwendet werden. Des weiteren kann es in Stromrichtung eines zu dosierenden strömenden Me- diums öffnend oder gegen die Stromrichtung eines strömenden Mediums öffnend Anwendung finden.The valve according to the invention can be used both to control the flow of a flowing medium and to control the mixture of several flowing media. Furthermore, it can be used to open in the flow direction of a flowing medium to be metered or to open against the flow direction of a flowing medium.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung eines Ventils in einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Ventil einen Ventilteller und einen Ventilsitz in einem Gehäuse enthält und einer Hubbewegung des Ventiltellers eine Drehbewegung des Ventiltellers relativ zu dem Ventilsitz überlagert wird. Das Ventil dient der Steuerung des Zu- oder Ab- fließens mindestens eines strömenden Mediums. Das Ventil kann insbesondere bei einer Verbrennungskraftmaschine zum Steuern der Zuluft oder der Abluft verwendet werden. Mögliche strömende Medien sind Abgas, Luft oder ein Kraftstoff-Luftgemisch. Beispiels- weise kann eine Verwendung des Ventils als Abgasrückführventil erfolgen. Furthermore, the invention relates to the use of a valve in an internal combustion engine, the valve containing a valve plate and a valve seat in a housing, and a rotary movement of the valve plate relative to the valve seat being superimposed on a lifting movement of the valve plate. The valve is used to control the inflow or outflow of at least one flowing medium. The valve can be used in particular in an internal combustion engine to control the supply air or the extract air. Possible flowing media are exhaust gas, air or a fuel-air mixture. For example, the valve can be used as an exhaust gas recirculation valve.
Zeichnungdrawing
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläuert.The invention is explained in more detail below with the aid of the drawing.
Es zeigt:It shows:
Figur 1 Den Aufbau eines selbstreinigenden Abgasrückführventils mit Öffnung gegen den Abgasstrom und ohne Frischluftdurchsatz, Figur 2 den Aufbau eines selbstreinigenden Abgasrückführventils mit Öffnung mit dem Abgasstrom und ohne Frischluftdurchsatz,1 shows the construction of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with opening against the exhaust gas flow and without fresh air throughput, FIG. 2 shows the construction of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with opening with the exhaust gas flow and without fresh air throughput,
Figur 3 den Aufbau eines selbstreinigenden Abgasiückführventils mit Öffnung mit dem Abgasstrom und mit Frischluftdurchsatz undFigure 3 shows the structure of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with an opening with the exhaust gas flow and with fresh air throughput and
Figur 4 den Aufbau eines selbstreinigenden Abgasrückführventils mit Öffnung gegen den Abgasstrom und mit Frischluftdurchsatz.Figure 4 shows the structure of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with an opening against the exhaust gas flow and with fresh air throughput.
Ausführungsvariantenvariants
Figur 1 zeigt den Aufbau eines selbstreinigenden Abgasrückführventils mit Öffnung gegen den Abgasstrom und ohne Frischluftdurchsatz. Das Ventil ist in geöffneter Stellung (rechte Hälfte) und in geschlossener Stellung (linke Hälfte) dargestellt. Auf dem Gehäuse 10 sitzt der rotatorisch arbeitende Antrieb 8. Die Welle des Antriebs 8 ist mit dem Drehbewegungsübertragungsglied 6 fest verbunden. In diesem Beispiel dient ein auf der Welle des Antriebs 8 befindlicher Vierkant als Drehbewegungsübertragungsglied 6. Dieses Drehbewegungsübertragungsglied greift formschlüssig in die entsprechend gestaltete Öffnung 11 des Bewegungsumsetzungsgliedes 5 ein. Bei- einer Drehung des rotatorisch arbeitenden Antriebs 8 wird die Drehbewegung der Welle des Antriebs über das Drehbewegungsübertragungsglied 6 auf das Bewegungsumsetzungsglied 5 übertragen. Dreht sich das Bewe- gungsumsetzungsghed 5, so wird es durch das Gewinde 12 an dem Bewegungsumsetzungsglied 5 und in dem Gehäuse 10 geführt, so daß es eine überlagerte Dreh- und Hubbewegung (13 und 14) ausführt. Die in einer Hubwellenlagerung 4 gelagerte Hubwelle 3 überträgt diese überlagerte Dreh- und Hubbewegung (13 und 14) auf den Ventilteller 1, der sich dadurch drehend von dem Ventilsitz 2 abhebt (Öffnung des Ventils 15) oder drehend auf den Ventilsitz 2 zubewegt (Schließen des Ventils 15). Bei einer überlagerten Dreh- und Hubbewegung (13 und 14) des Bewegungsumsetzungsgliedes 5 verschiebt sich die Öffnung 11 , in der sich das Drehbewegungsübertragungsglied 6 formschlüssig befindet, relativ zu dem Drehbewegungsübertragungsglied 6 in vertikaler Richtung, so daß die Öffnung 11 beim Öffnen des Ventils 15 größer und beim Schließen kleiner wird. Das Drehbewegungsübertragungsglied bleibt dabei ortsfest relativ zu dem Gehäuse 10. Durch die Rotationsbewegung des Ventiltellers 1 relativ zu dem Ventilsitz bei jedem Öffnen und Schließen des Ventils 15 werden an der Kontaktfläche zwischen Ventilteller 1 und Ventilsitz 2 gleichmä- ßig verteilt Schubspannungen aufgebaut. Diese Schubspannungen bewirken, daß Verunreinigungen oder Verschmutzungen zwischen Ventilteller 1 und Ventilsitz 2 gleichmäßig abgetragen werden. Je größer der Drehwinkel des rotatorisch arbeitenden Antriebs 8 ist, umso größer ist der Öffhungsquerschnitt und damit der Durchsatz an Gas, das durch das Ventil 15 strömt. Bei der Öffnung des Ventils 15 wird eine an der Welle des Drehantriebs angrei- fende Rückdrehfeder 7 gespannt. Die Rückdrehfeder 7 ist so ausgelegt und vorgespannt, daß das Ventil 15 bei funktionsunfähigem Antrieb 8 durch die Drehfeder 7 geschlossen wird. In diesem Beispiel bewegt sich der Ventilteller 1 beim Öffnen des Ventils 15 entgegen der Strömungsrichtung des Abgases 9. In dieser Ausführungsform steuert das Ventil 15 nur einen Gasstrom, wie beispielsweise das Abgas 9.Figure 1 shows the structure of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with an opening against the exhaust gas flow and without fresh air throughput. The valve is shown in the open position (right half) and in the closed position (left half). The rotationally operating drive 8 is seated on the housing 10. The shaft of the drive 8 is fixedly connected to the rotary motion transmission element 6. In this example, a square located on the shaft of the drive 8 serves as a rotary motion transmission element 6. This rotary motion transmission element engages in a form-fitting manner in the correspondingly designed opening 11 of the motion conversion element 5. When the rotary drive 8 rotates, the rotary motion of the shaft of the drive is transmitted to the motion conversion member 5 via the rotary motion transmission member 6. If the movement conversion ghed 5 rotates, it is guided through the thread 12 on the movement conversion member 5 and in the housing 10 so that it carries out a superimposed rotary and lifting movement (13 and 14). The lifting shaft 3, which is mounted in a lifting shaft bearing 4, transmits this superimposed rotary and lifting movement (13 and 14) to the valve plate 1, which thereby rotates from the valve seat 2 (opening of the valve 15) or rotates towards the valve seat 2 (closing the Valve 15). In the event of a superimposed rotary and lifting movement (13 and 14) of the movement conversion element 5, the opening 11, in which the rotary movement transmission element 6 is located in a form-fitting manner, shifts in the vertical direction relative to the rotary movement transmission element 6, so that the opening 11 becomes larger when the valve 15 is opened and becomes smaller when it is closed. The rotary motion transmission member remains stationary relative to the housing 10. The rotational movement of the valve plate 1 relative to the valve seat each time the valve 15 opens and closes, and evenly distributed shear stresses are built up on the contact surface between valve plate 1 and valve seat 2. These shear stresses cause contamination or soiling to be evenly removed between valve plate 1 and valve seat 2. The greater the angle of rotation of the rotationally operating drive 8, the larger the opening cross section and thus the throughput of gas flowing through the valve 15. When the valve 15 opens, a return spring 7 engaging the shaft of the rotary drive is tensioned. The return spring 7 is designed and biased so that the valve 15 is closed by the torsion spring 7 when the drive 8 is inoperative. In this example, the valve disk 1 moves against the flow direction of the exhaust gas 9 when the valve 15 is opened. In this embodiment, the valve 15 controls only a gas flow, such as the exhaust gas 9.
Figur 2 zeigt den Aufbau eines selbstreinigenden Abgasrückführventils mit Öffnung mit dem Abgasstrom und ohne Frischluftdurchsatz. Der Aufbau des Ventils 15 entspricht im wesentlichen dem in Figur 1. Im Unterschied zu Figur 1 zeigt Figur 2 ein Ventil 15, bei dem sich der Ventilteller 1 relativ zum Ventilsitz 2 mit der Strömungsrichtung des Abgases 9 öffnet. Auch in dieser Ausführungsform steuert das Ventil 15 nur einen Gasstrom.Figure 2 shows the structure of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with an opening with the exhaust gas flow and without fresh air throughput. The structure of the valve 15 corresponds essentially to that in FIG. 1. In contrast to FIG. 1, FIG. 2 shows a valve 15 in which the valve plate 1 opens with the flow direction of the exhaust gas 9 relative to the valve seat 2. In this embodiment too, the valve 15 controls only one gas flow.
Figur 3 zeigt den Aufbau eines selbstreinigenden Abgasrückführventils mit Öffnung mit dem Abgasstrom und mit Frischluftdurchsatz. Der Aufbau des Ventils 15 entspricht im wesentlichen dem in Figur 1. Im Unterschied zu Figur 1 zeigt Figur 3 ein Ventil 15, bei dem sich (wie in Figur 2) der Ventilteller 1 relativ zum Ventilsitz 2 mit der Strömungsrichtung des Abgases 9 öffnet. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß das Ventil 15 mit Frischluft 16 durchströmt wird und sich bei geöffnetem Ventil 15 eine gemischte Strömung aus Abgas und Frischluft 17 ergibt, also eine Beimischung eines strömenden Mediums zu einem anderen. Diese Variante des erfindungsgemäßen Ventils könnte bei- spielsweise als Abgasrückführventil eingesetzt werden, bei dem Abgas einem Frischluftstrom zugemischt wird.Figure 3 shows the structure of a self-cleaning exhaust gas recirculation valve with an opening with the exhaust gas flow and with fresh air throughput. The structure of the valve 15 corresponds essentially to that in FIG. 1. In contrast to FIG. 1, FIG. 3 shows a valve 15 in which (as in FIG. 2) the valve plate 1 opens with the flow direction of the exhaust gas 9 relative to the valve seat 2. Another difference is that fresh air 16 flows through the valve 15 and, when the valve 15 is open, there is a mixed flow of exhaust gas and fresh air 17, that is to say an admixture of one flowing medium to another. This variant of the valve according to the invention could, for example, be used as an exhaust gas recirculation valve in which exhaust gas is mixed into a fresh air stream.
Figur 4 zeigt den Aufbau eines selbstreinigenden Abgasrücldührventils mit Öffnung gegen den Abgasstrom und mit Frischluftdurchsatz. Der Aufbau des Ventils entspricht im we- sentlichen dem in Figur 1. Im Unterschied zu Figur 1 zeigt Figur 4 ein Ventil 15 bei dem das Ventil 15 (wie in Figur 3) mit Frischluft 16 durchströmt wird und bei dem sich bei geöffnetem Ventil 15 eine gemischte Strömung aus Abgas und Frischluft 17 ergibt. Bei die- ser Ausf hrungsform öffnet sich der Ventilteller 1 relativ zum Ventilsitz 2 entgegen der Strömungsrichtung des Abgases 9. FIG. 4 shows the construction of a self-cleaning exhaust gas stirring valve with an opening against the exhaust gas flow and with fresh air throughput. The structure of the valve essentially corresponds to that in FIG. 1. In contrast to FIG. 1, FIG. 4 shows a valve 15 in which fresh air 16 flows through valve 15 (as in FIG. 3) and in which valve 15 opens when valve 15 is open mixed flow of exhaust gas and fresh air 17 results. With this- In this embodiment, the valve plate 1 opens relative to the valve seat 2 against the flow direction of the exhaust gas 9.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Ventilteller1 valve plate
2 Ventilsitz2 valve seat
3 Hubwelle3 lifting shaft
4 Hubwellenlagerung4 lifting shaft bearing
5 B ewegungsumsetzungsglied5 Movement converter
6 Drehbewegungsübertragungsglied6 rotary motion link
7 Rückdrehfeder7 return spring
8 Antrieb8 drive
9 Abgas9 exhaust gas
10 Gehäuse10 housing
11 Öffnung11 opening
12 Gewinde12 threads
13 Drehbewegung13 rotary motion
14 Hubbewegung14 stroke movement
15 Ventil15 valve
16 Frischluft16 fresh air
17 Strömung aus Abgas und Frischluft 17 Flow of exhaust gas and fresh air

Claims

Patentansprüche claims
1. Ventil für Fluidströme in Zuluft- oder Abgassystemen an Verbrennungskraftmaschinen, mit einem Ventilteller (1) und einen Ventilsitz (2) in einem Gehäuse (10), dadurch gekennzeichnet, daß einer Hubbewegung (14) des Ventiltellers (1) eine1. Valve for fluid flows in supply air or exhaust systems on internal combustion engines, with a valve plate (1) and a valve seat (2) in a housing (10), characterized in that a stroke movement (14) of the valve plate (1) one
Drehbewegung (13) des Ventiltellers (1) relativ zum Ventilsitz (2) zur Steuerung des Zu- oder Abfließens eines strömenden Mediums oder mehrerer strömender Medien überlagert wird.Rotary movement (13) of the valve plate (1) relative to the valve seat (2) for controlling the inflow or outflow of a flowing medium or a plurality of flowing media is superimposed.
2. Ventil gemäß Anspmch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung (13) nichtlinear zu der Hubbewegung (14) verläuft.2. Valve according to Anspmch 1, characterized in that the rotary movement (13) is non-linear to the lifting movement (14).
3. Ventil gemäß Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (15) durch einen mit dem Gehäuse (10) fest verbundenen, rotatorisch arbeitenden Antrieb (8) betätigt wird.3. Valve according to Anspmch 1, characterized in that the valve (15) is actuated by a rotatably operating drive (8) connected to the housing (10).
4. Ventil gemäß Anspmch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückdrehfeder (7) das Ventil (15) schließt, falls der Antrieb (8) defekt ist.4. Valve according to Anspmch 3, characterized in that a return spring (7) closes the valve (15) if the drive (8) is defective.
5. Ventil gemäß Anspmch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umformeinrichtung eine Bewegung des rotatorisch arbeitenden Antriebs (8) in die überlagerte Hub- und Drehbewegung (13, 14) des Ventiltellers (1) umformt.5. Valve according to Anspmch 3, characterized in that a shaping device forms a movement of the rotary drive (8) into the superimposed lifting and rotating movement (13, 14) of the valve plate (1).
6. Ventil gemäß Anspmch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformeinrichtung ein Drehbewegungsübertragungsglied (6) und ein Bewegungsumsetzungsglied (5) enthält.6. Valve according to Anspmch 5, characterized in that the forming device includes a rotary motion transmission member (6) and a motion conversion member (5).
7. Ventil gemäß Anspmch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hubwelle (3) mit dem Bewegungsumsetzungsglied (5) fest verbunden ist und an deren Ende drehstarr der Ventilteller ( 1 ) befestigt ist.7. Valve according to Anspmch 6, characterized in that a lifting shaft (3) with the movement conversion member (5) is fixedly connected and at the end of the valve plate (1) is rotationally fixed.
8. Ventil gemäß Anspmch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehbewegungsübertragungsglied (4) eine Passfeder-, eine Scheibenfeder-, eine Gleitfeder-, eine Viel- nutprofil-, eine Kerbzahnfederprofil- oder eine Polygonwellenprofilverbindung ein- gesetzt wird. 8. Valve according to Anspmch 6, characterized in that a key, a disc spring, a slide spring, a multi-groove profile, a serration profile or a polygonal shaft profile connection is used as the rotary motion transmission member (4).
. Ventil gemäß Anspmch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehbewegungsübertragungsglied (6) ein auf der Welle des rotatorisch arbeitenden Antriebs (8) befindlicher Vierkant eingesetzt wird., Valve according to Anspmch 6, characterized in that a square located on the shaft of the rotationally operating drive (8) is used as the rotary motion transmission member (6).
10. Ventil gemäß Anspmch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehbewegungsübertragungsglied (6) formschlüssig und in axialer Richtung verschiebbar in eine Öffnung (11) des Bewegungsumsetzungsgliedes (5) eingreift.10. Valve according to Anspmch 6, characterized in that the rotary motion transmission member (6) engages positively and displaceably in the axial direction in an opening (11) of the motion conversion member (5).
11. Ventil gemäß Anspmch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehbewegungsüber- tragungsglied (6) und das Bewegungsumsetzungsglied (5) fest verbunden sind und daß das Drehbewegungsübertragungsglied (6) in eine im rotatorisch arbeitenden Antrieb (8) enthaltene Öffnung (11) drehstarr, formschlüssig eingreift.11. Valve according to Anspmch 6, characterized in that the rotary motion transmission member (6) and the motion conversion member (5) are fixedly connected and that the rotary motion transmission member (6) in a rotationally operating drive (8) contained opening (11) rotationally rigid, intervenes positively.
12. Ventil gemäß Anspmch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung der Bewegung des rotatorisch arbeitenden Antriebs (8) in die überlagerte Hub- und Drehbewegung (14, 13) des Ventiltellers (1) mit Hilfe von ineinandergreifenden Gewinden (12) an dem Bewegungsumsetzungsglied (5) und dem Gehäuse (10) erfolgt.12. Valve according to Anspmch 6, characterized in that the implementation of the movement of the rotary drive (8) in the superimposed lifting and rotating movement (14, 13) of the valve plate (1) with the help of interlocking threads (12) on the motion conversion member (5) and the housing (10).
13. Ventil gemäß Anspmch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung der Bewe- gung des rotatorisch arbeitenden Antriebs (8) in die überlagerte Hub- und Drehbewegung (14, 13) des Ventiltellers (1) mit Hilfe mindestens eines Übertragungskörpers erfolgt.13. Valve according to Anspmch 6, characterized in that the implementation of the movement of the rotary drive (8) in the superimposed lifting and rotating movement (14, 13) of the valve plate (1) is carried out with the aid of at least one transmission body.
14. Ventil gemäß Anspmch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Übertragungs- körper ortsfest am Bewegungsumsetzungsglied (5) befindet und sich in einer schraubenförmig ausgebildeten Nut in dem Gehäuse (10) bewegen kann.14. Valve according to Anspmch 13, characterized in that the transmission body is stationary on the motion conversion member (5) and can move in a helical groove in the housing (10).
15. Ventil gemäß Anspmch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Übertragungskörper ortsfest in dem Gehäuse (10) befindet und sich in einer schraubenförmig ausgebildeten Nut am Bewegungsumsetzungsglied (5) bewegen kann.15. Valve according to Anspmch 13, characterized in that the transmission body is stationary in the housing (10) and can move in a helical groove on the motion conversion member (5).
16. Ventil gemäß Anspmch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungskörper eine Abrollbewegung oder eine Gleitbewegung ausführt.16. Valve according to Anspmch 13, characterized in that the transmission body performs a rolling movement or a sliding movement.
17. Ventil gemäß Anspmch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut eine veränderliche Steigung aufweist. 17. Valve according to Anspmch 14 or 15, characterized in that the groove has a variable slope.
18. Ventil gemäß Anspmch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Nut zu Beginn einer Öffhungsbewegung des Ventils (15) gering ist und gegen Ende zunimmt.18. Valve according to Anspmch 17, characterized in that the slope of the groove at the beginning of an opening movement of the valve (15) is small and increases towards the end.
19. Verwendung eines Ventils in einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Ventil (15) einen Ventilteller (1) und einen Ventilsitz (2) in einem Gehäuse (10) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß einer Hubbewegung (14) des Ventiltellers (1) eine Drehbewegung (13) des Ventiltellers (1) relativ zu dem Ventilsitz (2) überlagert wird und das Ventil (15) der Steuerung des Zu- oder Abfließens mindestens eines strömenden Mediums dient.19. Use of a valve in an internal combustion engine, the valve (15) containing a valve plate (1) and a valve seat (2) in a housing (10), characterized in that a lifting movement (14) of the valve plate (1) is a rotary movement (13) of the valve plate (1) is superimposed relative to the valve seat (2) and the valve (15) is used to control the inflow or outflow of at least one flowing medium.
20. Verwendung gemäß Anspmch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein strömendes Medium Abgas, Luft oder ein Kraftstoffluftgemisch ist. 20. Use according to Anspmch 19, characterized in that at least one flowing medium is exhaust gas, air or a fuel-air mixture.
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