EP1526272A1 - Abgasrückführventil - Google Patents

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EP1526272A1
EP1526272A1 EP03024509A EP03024509A EP1526272A1 EP 1526272 A1 EP1526272 A1 EP 1526272A1 EP 03024509 A EP03024509 A EP 03024509A EP 03024509 A EP03024509 A EP 03024509A EP 1526272 A1 EP1526272 A1 EP 1526272A1
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EP
European Patent Office
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cam
valve
exhaust gas
rotation
gas recirculation
Prior art date
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EP03024509A
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English (en)
French (fr)
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EP1526272B2 (de
EP1526272B1 (de
Inventor
Christoph Thiery
Bernhard Klipfel
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Cooper Standard Automotive Deutschland GmbH
Original Assignee
Cooper Standard Automotive Deutschland GmbH
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Publication date
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Priority to PT03024509T priority patent/PT1526272E/pt
Priority to ES03024509T priority patent/ES2280668T5/es
Priority to DE50306462T priority patent/DE50306462D1/de
Priority to AT03024509T priority patent/ATE353400T1/de
Application filed by Cooper Standard Automotive Deutschland GmbH filed Critical Cooper Standard Automotive Deutschland GmbH
Priority to CNB200410095436XA priority patent/CN100487236C/zh
Priority to KR1020040085409A priority patent/KR100677942B1/ko
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    • 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
    • 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
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas recirculation valve after Preamble of claim 1.
  • valves For exhaust gas recirculation valves are different types of Actuation known to open and close the valve.
  • the valve element such as a Valve plate
  • the valve element by a translational movement of his Release valve seat.
  • it is from the EP 0 856 657 B1, to provide a cam which is of a drive is driven to rotate, and with a translationally movable valve stem in such a manner is that the valve stem during a rotational movement of Cam translationally moved and, for example, when opening is raised from its valve seat.
  • EP 1 245 820 A1 is an exhaust gas recirculation valve after the The preamble of claim 1 known.
  • the invention is based on the object Exhaust gas recirculation valve with a simple and compact design to accomplish.
  • the exhaust gas recirculation valve according to the invention a rotary drive and a valve element on the between an opening and closing position is rotationally operated.
  • the rotational movement of the rotary drive is suitable Way to transfer to the valve element such that this also rotates and rotates between the open and closed position is moved.
  • this can be a translatory movement of the valve element respectively.
  • this translational movement cause the actual opening and closing of the valve, while also between the open and closed positions taking place rotational movement of the valve member serves this for example, to twist at its valve seat to To solve soiling. It comes for the invention just a hint that some kind of rotation of the Valve element is generated.
  • a cam element with a cam curve provided that transmits said rotary motion.
  • the cam element can drive both the driving and the be driven element.
  • the cam element is Cam element in a suitable manner, optionally below Interposition of a transmission, for example with Gears, connected to the rotary drive.
  • the cam element is suitably separated from the Rotary drive is driven and is connected to the valve element connected so that the generated rotation of the cam member causes a rotation of the valve element.
  • an element is provided with the Cam cam of the cam member cooperates such that the described rotations can be generated.
  • a role that can be attached to a lever on the cam curve roll.
  • there are any other types for one Element that interacts with the cam curve conceivable.
  • Cam curve of the cam element has a desired characteristic be realized in the power transmission when opening.
  • the angle that covers the cam curve, and the is passed through accordingly when opening, in a suitable Be set way When trying to get here favorable results for angles ranging from about 70 ° up to 360 ° result.
  • the cam element for a Output angle of 90 ° so a rotation of the Valve element by 90 °, both angles smaller and larger 90 °.
  • both an over- and a Reduction can be achieved to certain, below to achieve more detailed effects.
  • the cam member in any way with be provided a cam curve.
  • a cam curve For example, it may be to act a cam in the narrower sense, on the circumference of the Cam curve is formed.
  • Special advantages with regard to on a compact design and a reliable at the same time Function have, however, for a cam element in shape a cam shown in the cam curve in shape a recess is provided.
  • the recess can be used as a groove be designed with a floor, or it can be used as an opening or opening formed continuously.
  • the cam element cooperates with a roller, the is rotatably mounted on a lever. This is the running Roll off the cam curve to some extent and transmit the Movement on the lever. This allows the other Transmission of the rotary movement between the rotary drive and the Valve element done.
  • the exhaust gas recirculation valve 10 shown in FIG. 1 has First, a rotary drive 12, for example, in the form a torque or rotary motor can be provided. Before on the transmission of the rotational movement of the rotary drive 12 to the valve element is received, should first the Valve element will be described.
  • the valve element is a flapper valve, this essentially according to the above-mentioned application of Applicant can be designed.
  • the present invention is only important that a Valve plate 14 to a lying outside of the valve disk Axis 16 rotating between an open and closed position is moved. In other words, starting from the in Fig. 1 shown closed state, a rotation in which case away from the viewer to the axis 16, the Valve disc 14 lifts off from his valve seat and him here in a sense, in a lateral border area of the flowed through and closed with the valve disk 14 Line moves.
  • a lever 20 To transmit the rotational movement of the rotary drive 12 to the valve element 14 is on the one hand to the axis 18 of the Rotary drive 12 a lever 20 firmly attached. At the free end the lever 20 is rotatably a roller 22 in the case shown intended. This role 22 acts with a in the Cam member 24 formed as a penetration cam curve 26 together. The cam member 24 is in turn fixed with the axis 16 of the valve element 14 is connected.
  • the roller 22 in the Transmission of rotary motion the driving element while the cam member 24 is driven.
  • the lever 20 rotates with the attached role 22 to the viewer, and the role 22 acts in such a way with the cam curve 26 that the cam member 24 away from the viewer, from above is turned clockwise.
  • FIGS. 2a to d This is additionally apparent from FIGS. 2a to d.
  • Fig. 2a is initially shown the initial state in which the valve closed is.
  • the Roller 22 presses on the radially inner flank the cam curve 26. Since the cam curve of the axis of rotation 16 the cam element approximates, thereby a rotation of the Cam member 24 is generated in the clockwise direction become.
  • the cam curve is chosen in this case, that an exemplary rotation of the lever 20 by 20 ° only to a rotation of the cam member to (in the shown example) leads 11.7 °.
  • the driving element describes a larger angle than the driven element.
  • the generated thereby Power amplification can be used advantageously, for possible adhesions of the valve element 14 at its seat to solve, or a reliable opening of the valve even then to effect when a gas pressure acts on the valve.
  • suitable design can also achieve a high control quality become. In other words, an accurate dosing of small amounts of exhaust gas recirculation possible, by small Valve opening angle can be adjusted.
  • the Characteristics also suitably adapted
  • the cam curve 26 may be so designed be that towards the end of the opening movement by a comparatively small rotation of the lever 20 a more extensive rotation of the cam member 24 and thus of the Valve element 14 is effected.
  • a rotation of the lever 20 um 50 ° takes place while the cam member 24 is already around about 59 °, in a concrete case has moved 58.7 °.
  • a Power boost was here accordingly no longer used.
  • Fig. 2d is the final state, so the fully open State of the valve element shown.
  • the roller 22 on the lever 20 has reached the end of the cam curve 22, and the lever 20th has described an example of an angle of 70 °.
  • the cam member 24 and thus the valve member 14 are However, rotated by 90 °, so that the valve element 14th such in a lateral region of the flow-through line It was panned that there was no appreciable Represents flow resistance more.
  • the cam curve 126 cooperates with a roller 122 in the cam curve 126 is arranged and also rotatable on a lever 120 is stored.
  • the lever 120 is like the Embodiment of Fig. 1 at the axis of rotation 116 of the Valve element 114 mounted so that the lever 120 as driven element, by the rotary drive 112 by means of the cam member 124 transmitted rotational movement on the Valve element 114 transmits.
  • Fig. 4 is shown in a plan view in addition, as this rotational movement to form a special Characteristic can be transferred.
  • the cam curve 126 in this case a Covering angle of about 360 °. It is important to emphasize that also smaller or larger angles than 360 ° are possible, and the cam member 24 according to the embodiment of Fig. 1 and 2 only a cam curve with an angular range of 70 ° having.
  • the cam curve 126 may, however a particularly extensive power boost in certain Phases of the opening process are generated. This results for example, from the fact that the cam curve 126 at her Beginning, i. starting from a closed position of the valve, is extremely flat.
  • the Cam member 124 is rotated counterclockwise, and the radially outer edge of the cam curve 126 pushes the roller 122 increasingly inward, so that too the lever 120 and thus the valve element 114 in the closed position is pushed back. Also for this embodiment is to recognize that the axis of rotation 116 of the Valve element and the axis of rotation 130 of the cam member close can be arranged to each other, so that a compact Design can be realized.

Abstract

Ein Abgasrückführventil (10) weist einen Drehantrieb (12), und ein zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung drehend betätigbares Ventilelement (14) auf, und zeichnet sich dadurch aus, dass ein Nockenelement (24) mit einer Nockenkurve (26) vorgesehen ist, das die Drehbewegung von dem Drehantrieb (12) auf das Ventilelement (14) überträgt. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik und insbesondere in Zusammenhang mit der Verbesserung der Emissionswerte eines Verbrennungsmotors, sowie der Senkung des Kraftstoffverbrauchs ist es bekannt, eine Abgasrückführung zu der Frischluftzuführung des Verbrennungsmotors vorzusehen.
Stand der Technik
Für Abgasrückführventile sind verschiedene Arten der Betätigung bekannt, um das Ventil zu öffnen und zu schließen. Hinsichtlich der Bewegung des Ventilelements, also dem Lösen des Ventilelements von seinem Ventilsitz und der umgekehrten Bewegung zum Schließen des Ventils, besteht ein bekanntes Prinzip darin, das Ventilelement, beispielsweise einen Ventilteller, durch eine translatorische Bewegung von seinem Ventilsitz zu lösen. Diesbezüglich ist es aus der EP 0 856 657 B1 bekannt, einen Nocken vorzusehen, der von einem Antrieb drehend angetrieben wird, und der mit einem translatorisch bewegbaren Ventilstößel derart in Eingriff steht, dass der Ventilstößel bei einer Drehbewegung des Nockens translatorisch bewegt und beispielsweise beim Öffnen von seinem Ventilsitz angehoben wird.
Aus der EP 1 245 820 A1 ist ein Abgasrückführventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Hierbei wird eine Drehbewegung durch eine geeignete Getriebeeinrichtung auf das Ventilelement, beispielsweise einen klappbaren Ventilteller, übertragen, der sich zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung, sowie umgekehrt, drehend bewegt.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgasrückführventil mit einer einfachen und kompakten Bauart zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das in Anspruch 1 beschriebene Abgasrückführventil.
Demzufolge weist das erfindungsgemäße Abgasrückführventil einen Drehantrieb und ein Ventilelement auf, das zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung drehend betätigt wird. Mit anderen Worten geht es nicht darum, eine Drehbewegung in eine translatorische Bewegung des Ventilelements umzuwandeln. Vielmehr ist die Drehbewegung des Drehantriebs in geeigneter Weise auf das Ventilelement derart zu übertragen, dass sich dieses ebenfalls dreht und durch eine Drehbewegung zwischen der Öffnungs- und Schließstellung bewegt wird. Ergänzend hierzu kann eine translatorische Bewegung des Ventilelements erfolgen. Beispielsweise kann diese translatorische Bewegung das eigentliche Öffnen und Schließen des Ventils bewirken, während die ebenfalls zwischen Öffnungs- und Schließstellung erfolgende Drehbewegung des Ventilelements dazu dient, dieses beispielsweise an seinem Ventilsitz zu verdrehen, um Verschmutzungen zu lösen. Für die Erfindung kommt es lediglich darauf an, dass eine irgendwie geartete Drehung des Ventilelements erzeugt wird. Insofern ist auch mit dem verwendeten Begriff "Drehantrieb" jedes Element zu verstehen, von dem mittels der nachfolgend noch genauer erläuterten Elemente eine Drehung auf das Ventilelement übertragen wird. Hierbei kann der Drehantrieb ein Drehmotor oder ein Zahnrad sein, das von einem Drehmotor angetrieben wird. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass der eigentliche Antrieb zunächst eine translatorische Bewegung erzeugt, die dann durch eine geeignete Umformeinrichtung in die Drehung eines Elements umgewandelt wird, welches den Drehantrieb im Sinne der vorliegenden Beschreibung darstellt. Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass das Ventilelement als solches in Übereinstimmung mit der oben genannten EP 1 245 820 gestaltet sein kann. Insbesondere wird die Offenbarung dieser Druckschrift im Hinblick auf die Gestaltung des Ventilelements zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Erfindungsgemäß ist erstmalig zur Übertragung der Drehbewegung des Drehantriebs auf eine Drehbewegung des Ventilelements ein Nockenelement mit einer Nockenkurve vorgesehen, das die genannte Drehbewegung überträgt. Hierbei kann das Nockenelement sowohl das antreibende als auch das angetriebene Element sein. Im ersten Fall ist das Nockenelement in geeigneter Weise, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Getriebes, beispielsweise mit Zahnrädern, mit dem Drehantrieb verbunden. Im zweiten Fall wird das Nockenelement in geeigneter Weise von dem Drehantrieb angetrieben und ist mit dem Ventilelement verbunden, so dass die erzeugte Drehung des Nockenelements eine Drehung des Ventilelements bewirkt. In geeigneter Form ist darüber hinaus ein Element vorgesehen, das mit der Nockenkurve des Nockenelements derart zusammenwirkt, dass die beschriebenen Drehungen erzeugt werden können. Beispielsweise kann, wie nachfolgend noch genauer erläutert, eine Rolle, die an einem Hebel befestigt sein kann, an der Nockenkurve abrollen. Es sind jedoch jegliche andere Bauarten für ein Element, das mit der Nockenkurve zusammenwirkt, denkbar.
Durch das beschriebene Nockenelement kann, wie nachfolgend noch genauer erläutert, eine äußert kompakte Bauweise erreicht werden. Insbesondere kann der Antrieb bezüglich des Ventilelements und insbesondere dessen Drehachse derart angeordnet werden, dass er nahezu damit fluchtet, so dass wenig Bauraum benötigt wird. Darüber hinaus kann durch ein Nockenelement in vorteilhafter Weise eine Vielfalt an Charakteristika für den Ventil-Öffnungs- und Schließmechanismus realisiert werden. Beispielsweise kann zu Beginn eines Öffnungsvorgangs eine höhere Kraft aufgebracht werden als im weiteren Verlauf des Öffnungsvorgangs. Ferner können durch die Verwendung eines Nockenelements andere, aufwändigere getriebliche Umformeinrichtungen, wie z.B. Hebelmechanismen und Zahnräder, vermieden werden. Insgesamt ergibt sich hierdurch ein verbesserter, einfacher und kompakter Aufbau eines Abgasrückführventils.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Es wurde insbesondere für eine Ausführungsform festgestellt, dass sie besonders wenig Bauraum benötigt, bei der zumindest zwei der Drehachsen des Drehantriebs, des Nockenelements und des Ventilelements parallel zueinander sind. Bevorzugt sind alle drei genannten Drehachsen parallel zueinander. Insbesondere kann durch geeignete Anordnung des die Drehbewegung übertragenden Nockenelements auch vorgesehen sein, dass die Drehachse des Drehantriebs weitgehend mit der Drehachse des Ventilelements fluchtet. In jeder der genannten Varianten wird Bauraum lediglich in der Verlängerung der Drehachse des Ventilelements benötigt, und die Bereiche seitlich hierzu können weitgehend freigehalten werden.
Wie erwähnt, kann durch eine geeignete Gestaltung der Nockenkurve des Nockenelements eine gewünschte Charakteristik bei der Kraftübertragung beim Öffnen realisiert werden.
Hierzu kann der Winkel, den die Nockenkurve abdeckt, und der dementsprechend beim Öffnen durchfahren wird, in geeigneter Weise eingestellt werden. Bei Versuchen haben sich hier günstige Ergebnisse für Winkel im Bereich von etwa 70° bis zu 360° ergeben. Insbesondere kann das Nockenelement für einen Abtriebswinkel von 90°, also eine Verdrehung des Ventilelements um 90°, sowohl Winkel kleiner als auch größer 90° aufweisen. Hierdurch kann sowohl eine Über- als auch eine Untersetzung erreicht werden, um bestimmte, nachfolgend noch genauer erläuterte Effekte zu erzielen.
Für ein zuverlässiges Öffnen des Abgasrückführventils bietet es Vorteile, wenn die Nockenkurve, ausgehend von einem Schließzustand des Ventils, zu Beginn flach verläuft. Hierbei erzeugt eine Drehung des Nockenelements um einen bestimmten Winkel eine Drehung des Ventilelements mit einem geringeren Winkel als dem Drehwinkel des Nockenelements. Mit anderen Worten findet zumindest zu Beginn des Öffnungsvorgangs eine Übersetzung dahingehend statt, dass mit einer vergleichsweise umfangreichen Drehbewegung des Drehantriebs eine, im Vergleich dazu, geringere Drehung des Ventilelements erzeugt wird, und wegen der mechanischen Gesetze hierbei eine hohe Kraft übertragen wird. Diese kann beim Öffnen eines Ventilelements in vorteilhafter Weise genutzt werden, um Verklebungen, die sich ergeben haben können, zu lösen. Ferner kann die Aufbringung einer vergleichsweise hohen Kraft dahingehend günstig sein, das Ventilelement auch gegen einen anstehenden Gasdruck zu öffnen. Zusätzlich wird insbesondere bei kleinen Öffnungswinkeln eine hohe Regelgüte erreicht. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass der "Aktuator" einen vergleichsweise großen Winkelbereich beschreibt, während das Ventilelement um einen kleinen Winkelbereich verdreht wird, und sich somit im Rahmen der Verdrehung des "Aktuators" der Winkel des Ventilelements exakt einstellen lässt.
Grundsätzlich kann das Nockenelement in beliebiger Weise mit einer Nockenkurve versehen sein. Beispielsweise kann es sich um einen Nocken im engeren Sinn handeln, an dessen Umfang die Nockenkurve ausgebildet ist. Besondere Vorteile im Hinblick auf eine kompakte Bauweise und eine gleichzeitig verlässliche Funktion haben sich jedoch für ein Nockenelement in Form einer Kurvenscheibe gezeigt, in der die Nockenkurve in Form einer Aussparung vorgesehen ist. Die Aussparung kann als Nut mit einem Boden gestaltet sein, oder sie kann als Öffnung oder Durchbrechung durchgehend ausgebildet sein.
Im Hinblick auf eine einfache Bauweise wird ferner bevorzugt, dass das Nockenelement mit einer Rolle zusammenwirkt, die drehbar an einem Hebel angebracht ist. Hierbei läuft die Rolle gewissermaßen an der Nockenkurve ab und überträgt die Bewegung auf den Hebel. Hierdurch kann die weitere Übertragung der Drehbewebung zwischen dem Drehantrieb und dem Ventilelement erfolgen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden beispielhaft in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
eine perspektivische Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Abgasrückführventils in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2a bis d
verschiedene Stellungen der die Drehbewegung übertragenden Elemente des Abgasrückführventils von Fig. 1;
Fig. 3
eine perspektivische Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Abgasrückführventils in einer zweiten Ausführungsform; und
Fig. 4
eine Draufsicht der die Drehbewegung übertragenden Elemente des Abgasrückführventils gemäß Fig. 3.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
Das in Fig. 1 dargestellte Abgasrückführventil 10 weist zunächst einen Drehantrieb 12 auf, der beispielsweise in Form eines Torque- oder Drehmotors vorgesehen sein kann. Bevor auf die Übertragung der Drehbewegung von dem Drehantrieb 12 zu dem Ventilelement eingegangen wird, soll zunächst das Ventilelement beschrieben werden.
Bei dem Ventilelement handelt es sich um ein Klappenventil, das im Wesentlichen gemäß der oben genannten Anmeldung der Anmelderin gestaltet sein kann. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kommt es lediglich darauf an, dass ein Ventilteller 14 um eine außerhalb des Ventiltellers liegende Achse 16 drehend zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung bewegt wird. Mit anderen Worten erfolgt, ausgehend von dem in Fig. 1 gezeigten geschlossenen Zustand, eine Drehung, in dem gezeigten Fall vom Betrachter weg, um die Achse 16, die den Ventilteller 14 von seinem Ventilsitz abhebt und ihn hierbei gewissermaßen in einem seitlichen Randbereich der durchströmten und mit dem Ventilteller 14 verschließbaren Leitung bewegt.
Zur Übertragung der Drehbewegung von dem Drehantrieb 12 zu dem Ventilelement 14 ist zum einen an der Achse 18 des Drehantriebs 12 ein Hebel 20 fest angebracht. Am freien Ende des Hebels 20 ist in dem gezeigten Fall drehbar eine Rolle 22 vorgesehen. Diese Rolle 22 wirkt mit einer in dem Nockenelement 24 als Durchdringung ausgebildeten Nockenkurve 26 zusammen. Das Nockenelement 24 ist seinerseits fest mit der Achse 16 des Ventilelements 14 verbunden.
In dem gezeigten Beispiel ist die Rolle 22 bei der Übertragung der Drehbewegung das treibende Element, während das Nockenelement 24 angetrieben wird. Ausgehend von dem in Fig. 1 gezeigten Zustand dreht sich der Hebel 20 mit der daran angebrachten Rolle 22 zu dem Betrachter, und die Rolle 22 wirkt dabei derart mit der Nockenkurve 26 zusammen, dass das Nockenelement 24 von dem Betrachter weg, von oben betrachtet, mit dem Uhrzeigersinn gedreht wird.
Dies geht ergänzend aus den Fig. 2a bis d hervor. In Fig. 2a ist zunächst der Ausgangszustand gezeigt, in dem das Ventil geschlossen ist. In der Situation gemäß Fig. 2b wurde der Hebel 20 bereits um 20° gegen den Uhrzeigersinn verdreht. Die Rolle 22 drückt hierbei auf die radial innenliegende Flanke der Nockenkurve 26. Da sich die Nockenkurve der Drehachse 16 des Nockenelements annähert, kann hierdurch eine Drehung des Nockenelements 24 in Richtung des Uhrzeigersinns erzeugt werden. Die Nockenkurve ist in diesem Fall derart gewählt, dass eine beispielhafte Drehung des Hebels 20 um 20° lediglich zu einer Verdrehung des Nockenelements um (in dem gezeigten Beispiel) 11,7° führt. Mit anderen Worten findet eine Übersetzung im Hinblick auf die übertragbare Kraft statt, indem zumindest in diesem Teil der Öffnungsbewegung das treibende Element einen größeren Winkel beschreibt als das angetriebene Element. Die dadurch erzeugte Kraftverstärkung kann in vorteilhafter Weise genutzt werden, um mögliche Verklebungen des Ventilelements 14 an seinem Sitz zu lösen, oder ein zuverlässiges Öffnen des Ventils auch dann zu bewirken, wenn ein Gasdruck auf das Ventil wirkt. Durch geeignete Auslegung kann ferner eine hohe Regelgüte erreicht werden. Mit anderen Worten ist ein genaues Dosieren von geringen Abgasrückführmengen möglich, die durch kleine Ventilöffnungswinkel eingestellt werden können.
Im weiteren Verlauf der Öffnungsbewegung kann die Charakteristik ebenfalls in geeigneter Weise angepasst werden, und die Nockenkurve 26 kann insbesondere so gestaltet werden, dass gegen Ende der Öffnungsbewegung durch eine vergleichsweise geringe Verdrehung des Hebels 20 eine umfangreichere Verdrehung des Nockenelements 24 und damit des Ventilelements 14 bewirkt wird. In der Situation gemäß Fig. 2c ist beispielsweise eine Verdrehung des Hebels 20 um 50° erfolgt, während sich das Nockenelement 24 bereits um etwa 59°, in konkretem Fall 58,7° bewegt hat. Mit anderen Worten hat, verglichen mit der in Fig. 2b gezeigten Situation, eine stärkere Verdrehung des Nockenelements 24 als des antreibenden Hebels 20 stattgefunden. Eine Kraftverstärkung wurde hier dementsprechend nicht mehr genutzt. Sie ist jedoch üblicherweise auch nicht erforderlich, da in diesem Bereich der Öffnungsbewegung keine Verklebungen mehr auftreten können, und der Gasdruck nicht mehr nennenswert auf das bereits teilweise weggeklappte Ventilelement 14 wirkt.
In Fig. 2d ist der Endzustand, also der vollständig geöffnete Zustand des Ventilelements gezeigt. Die Rolle 22 an dem Hebel 20 hat das Ende der Nockenkurve 22 erreicht, und der Hebel 20 hat hierbei beispielhaft einen Winkel von 70° beschrieben. Das Nockenelement 24 und damit das Ventilelement 14 sind jedoch um 90° gedreht worden, so dass das Ventilelement 14 derart in einen seitlichen Bereich der durchströmten Leitung geschwenkt wurde, dass es keinen nennenswerten Strömungswiderstand mehr darstellt. Beim Schließvorgang, ausgehend von dem in Fig. 2d gezeigten Zustand, rollt die Rolle 22 an der radial außenliegenden Flanke der Nockenkurve 26 ab und drückt bei seiner Drehung, in diesem Fall in Richtung des Uhrzeigersinns, derart auf diese Flanke, dass das Nockenelement 24 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Schließstellung des Ventilelements 14 zurückbewegt wird. Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, können die Drehachse 18 des Hebels 20, die der Drehachse des Drehantriebs 12 entspricht, und die Drehachse 16 des Nockenelements, die der Drehachse des Ventilelements 14 entspricht, äußerst nahe zueinander angeordnet werden. Hierdurch kann der Drehantrieb 12 quasi fluchtend mit dem Ventilelement 14 und dessen Drehachse 16 angeordnet werden, was ohne die Verwendung einer aufwändigen getrieblichen Umformeinrichtung mit Zahnrädern eine kompakte Bauweise gestattet.
Dies gilt auch für die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform, bei der nicht, wie in Fig. 1, das Nockenelement 24 das angetriebene, mit dem Ventilelement 14 verbundene Element ist, sondern vielmehr das Nockenelement 124 das treibende Element darstellt. Bei dem Abgasrückführventil 110 gemäß Fig. 3 ist der eigentliche Drehantrieb 112 ein wenig seitlich angeordnet, und seine Drehbewegung wird in dem gezeigten Fall über Zahnräder auf das Nockenelement 124 übertragen. Zu diesem Zweck ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Umfang des im Wesentlichen kreisförmigen Nockenelements 124 mit einer Zahnradkontur 128 versehen. Wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 weist das Nockenelement 124 eine Nockenkurve 126 auf, die in dem gezeigten Fall durchdringend vorgesehen ist, jedoch ebenso als Nut mit Boden gestaltet sein könnte. Die Nockenkurve 126 wirkt mit einer Rolle 122 zusammen, die in der Nockenkurve 126 angeordnet ist und darüber hinaus drehbar an einem Hebel 120 gelagert ist. Der Hebel 120 ist wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 an der Drehachse 116 des Ventilelements 114 angebracht, so dass der Hebel 120 als angetriebenes Element, die von dem Drehantrieb 112 mittels des Nockenelements 124 übertragene Drehbewegung auf das Ventilelement 114 überträgt.
In Fig. 4 ist in einer Draufsicht ergänzend dargestellt, wie diese Drehbewegung unter Ausbildung einer besonderen Charakteristik übertragen werden kann. Zunächst zeigt sich aus Fig. 4, dass die Nockenkurve 126 in diesem Fall einen Winkel von etwa 360° abdeckt. Es ist jedoch zu betonen, dass auch geringere oder größere Winkel als 360° möglich sind, und das Nockenelement 24 gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 lediglich eine Nockenkurve mit einem Winkelbereich von 70° aufweist. Durch die bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 und 4 gewählte Ausbildung der Nockenkurve 126 kann jedoch eine besonders umfangreiche Kraftverstärkung in bestimmten Phasen des Öffnungsvorgangs erzeugt werden. Dies ergibt sich beispielsweise daraus, dass die Nockenkurve 126 an ihrem Beginn, d.h. ausgehend von einer Schließstellung des Ventils, äußerst flach ist. Mit anderen Worten verläuft die für die Öffnungsbewegung wirksame innere Flanke der Nockenkurve 126 am Beginn der Nockenkurve 126 nur in geringem Umfang in radialer Richtung. Dementsprechend bewirkt auch eine vergleichsweise umfangreiche Drehung des Nockenelements 124, in der in Fig. 4 dargestellten Situation um 70° von dem Öffnungszustand, eine vergleichsweise geringe Verdrehung des Hebels 120. Bei dem gezeigten Beispiel erfolgte eine Verdrehung um lediglich 6°. Durch diese äußerst umfangreiche Übersetzung kann eine umfangreiche Kraftverstärkung in dieser Phase des Öffnungsvorgangs erreicht werden. Insbesondere ist die aufgebrachte Kraft in der Lage, gegebenenfalls Verklebungen des Ventilelements 114 zu lösen und dieses auch gegen einen anstehenden Gasdruck zu öffnen. Bei der weiteren Drehung des Nockenelements 124 in Richtung des Uhrzeigersinns wird die Rolle 122 weiter nach außen gedrückt, und der Hebel 120 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht. Insgesamt ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Öffnungscharakteristik so, dass die Drehung des Nockenelements 124 um 360° zu einer Drehung des Ventilelements um 90° führt, so dass insgesamt eine Verstärkung der Öffnungskraft erreicht werden kann. Darüber hinaus wird eine gute Dosierung der rückgeführten Abgasmengen erreicht, indem eine hohe Regelgüte für kleine Winkel am Beginn des Öffnens gewährleistet werden kann.
Ausgehend von dem vollständig geöffneten Zustand wird das Nockenelement 124 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, und die radial äußere Flanke der Nockenkurve 126 drückt die Rolle 122 zunehmend nach innen, so dass auch der Hebel 120 und damit das Ventilelement 114 in die geschlossene Stellung zurückgedrückt wird. Auch für dieses Ausführungsbeispiel ist anhand von Fig. 4 zu erkennen, dass die Drehachse 116 des Ventilelements und die Drehachse 130 des Nockenelements nahe zueinander angeordnet werden können, so dass eine kompakte Bauart realisiert werden kann.

Claims (6)

  1. Abgasrückführventil (10, 110), mit:
    einem Drehantrieb (12, 112), und
    einem zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung drehend betätigbaren Ventilelement (14, 114),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Nockenelement (24, 124) mit einer Nockenkurve (26, 126) vorgesehen ist, das die Drehbewegung von dem Drehantrieb (12, 112) auf das Ventilelement (14, 114) überträgt.
  2. Abgasrückführventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zumindest zwei der Drehachsen (16, 116, 18, 118, 130) des Drehantriebs (12, 112), des Nockenelements (24, 124) und des Ventilelements (14, 114) parallel zueinander sind.
  3. Abgasrückführventil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Nockenkurve (26, 126) des Nockenelements (24, 124) einen Winkel von 70° bis 360° abdeckt.
  4. Abgasrückführventil nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Nockenkurve (26, 126) ausgehend von einem Schließzustand am Beginn flach gestaltet ist, so dass eine Drehung des Drehantriebs (12, 112) um einen bestimmten Drehwinkel eine Drehung des Ventilelements (14, 114) mit einem geringeren Winkel als dem Drehwinkel des Drehantriebs (12, 112) erzeugt.
  5. Abgasrückführventil nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Nockenelement (24, 124) eine Kurvenscheibe ist, in der die Nockenkurve (26, 126) in Form einer Aussparung vorgesehen ist.
  6. Abgasrückführventil nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Nockenelement (24, 124) mit einer Rolle (22, 122) zusammenwirkt, die drehbar an einem Hebel (20, 120) angebracht ist.
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