EP1526272A1 - Exhaust gas recirculation valve - 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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Classifications
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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
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- 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.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an exhaust gas recirculation valve after Preamble of claim 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.In the field of automotive engineering and in particular in Related to the improvement of the emission levels of a Internal combustion engine, as well as the lowering of the Fuel consumption is known, an exhaust gas recirculation to provide the fresh air supply of the internal combustion engine.
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.For exhaust gas recirculation valves are different types of Actuation known to open and close the valve. With regard to the movement of the valve element, so the release the valve element from its valve seat and the reverse Movement to close the valve, there is a known Principle in it, the valve element, such as a Valve plate, by a translational movement of his Release valve seat. In this regard, 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.
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.From EP 1 245 820 A1 is an exhaust gas recirculation valve after the The preamble of claim 1 known. Here is a Rotary movement by a suitable transmission device on the Valve element, such as a folding valve plate, transferred between an opening and Closed position, and vice versa, rotating.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgasrückführventil mit einer einfachen und kompakten Bauart zu schaffen.The invention is based on the object Exhaust gas recirculation valve with a simple and compact design to accomplish.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das in Anspruch 1 beschriebene Abgasrückführventil.The solution of this object is achieved by the in claim 1 described exhaust gas recirculation valve.
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.Accordingly, 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. In other words, it's not about a turning motion in to convert a translational movement of the valve element. Rather, 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. additional this can be a translatory movement of the valve element respectively. For example, 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. In this respect is also with the used term "rotary drive" to understand each element of which by means of the following explained in more detail Elements a rotation is transmitted to the valve element. Here, the rotary drive a rotary motor or a gear be, which is driven by a rotary motor. However, it is also conceivable that the actual drive initially a generates translational motion, which is then by a suitable forming device in the rotation of an element is converted, which the rotary drive in the sense of present description represents. It is in this It should be noted that the valve element as such in accordance with the above-mentioned EP 1 245 820 can be designed. In particular, the disclosure of this Pamphlet with regard to the design of the Valve element to the subject of the present application made.
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. According to the invention for the first time for the transfer of Rotary movement of the rotary drive to a rotational movement of the Valve element, a cam element with a cam curve provided that transmits said rotary motion. in this connection the cam element can drive both the driving and the be driven element. In the first case that is Cam element in a suitable manner, optionally below Interposition of a transmission, for example with Gears, connected to the rotary drive. In the second case 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. In a suitable form In addition, an element is provided with the Cam cam of the cam member cooperates such that the described rotations can be generated. For example can, as explained in more detail below, a role that can be attached to a lever on the cam curve roll. However, there are any other types for one Element that interacts with the cam curve, conceivable.
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.By the cam element described, as follows explained in more detail, an extremely compact design be achieved. In particular, the drive with respect to the Valve element and in particular the axis of rotation thereof be arranged so that it is almost aligned so that little space is needed. In addition, through a Cam element advantageously a variety Characteristics for the valve opening and closing Closing mechanism can be realized. For example, too Beginning of an opening process applied a higher force be as in the further course of the opening process. Further By using a cam element, other more sophisticated gear forming equipment, such as e.g. Lever mechanisms and gears are avoided. All in all This results in an improved, easier and compact design of an exhaust gas recirculation valve.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.Preferred developments are in the further claims described.
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.It has been found in particular for an embodiment that it requires very little space, at least two of the axes of rotation of the rotary drive, the cam element and of the valve element are parallel to each other. Preferred are All three axes of rotation parallel to each other. In particular, by suitable arrangement of the Rotary motion transmitting cam member also provided be that the axis of rotation of the rotary drive largely with the Rotary axis of the valve element is aligned. In each of the mentioned Variants, installation space is only in the extension of the Rotary axis of the valve member needed, and the areas laterally to this can be largely kept free.
Wie erwähnt, kann durch eine geeignete Gestaltung der Nockenkurve des Nockenelements eine gewünschte Charakteristik bei der Kraftübertragung beim Öffnen realisiert werden. As mentioned, can by suitable design of the Cam curve of the cam element has a desired characteristic be realized in the power transmission when opening.
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.For this purpose, 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. In particular, the cam element for a Output angle of 90 °, so a rotation of the Valve element by 90 °, both angles smaller and larger 90 °. As a result, both an over- and a Reduction can be achieved to certain, below to achieve more detailed effects.
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.For a reliable opening of the exhaust gas recirculation valve offers It benefits when the cam curve, starting from a Closed state of the valve, initially flat. in this connection generates a rotation of the cam member by a certain Angle a rotation of the valve element with a smaller Angle as the angle of rotation of the cam member. With others Words, at least at the beginning of the opening process one Translation to the effect that with a comparatively extensive rotary motion of rotary drive one, in In comparison, less rotation of the valve element is generated is, and because of the mechanical laws in this case a high Force is transmitted. This can when opening a Valve element can be used in an advantageous manner to Bonding that may have resulted to solve. Further The application of a comparatively high force be low, the valve element against a open upcoming gas pressure. In addition, in particular achieved a high control quality at small opening angles. This can be achieved by the fact that the "actuator" one describes relatively large angular range, while the Valve element is rotated by a small angular range, and thus in the context of the rotation of the "actuator" of Adjust the angle of the valve element exactly.
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.Basically, the cam member in any way with be provided 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.
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.With regard to a simple construction, it is further preferred that 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.
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.
Show it:
- Fig. 1
- an exploded perspective view of the exhaust gas recirculation valve according to the invention in a first embodiment;
- Fig. 2a to d
- various positions of the rotational movement transmitting elements of the exhaust gas recirculation valve of Fig. 1;
- Fig. 3
- an exploded perspective view of the exhaust gas recirculation valve according to the invention in a second embodiment; and
- Fig. 4
- a top view of the rotational movement transmitting elements of the exhaust gas recirculation valve of FIG .. 3
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.The exhaust
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.The valve element is a flapper valve,
this essentially according to the above-mentioned application of
Applicant can be designed. For the purpose of
The present invention is only important that a
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. To transmit the rotational movement of the
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.In the example shown, the
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.This is additionally apparent from FIGS. 2a to d. In Fig. 2a
is initially shown the initial state in which the valve
closed is. In the situation shown in
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 the course of the opening movement, the
Characteristics also suitably adapted
In particular, the
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.In Fig. 2d is the final state, so the fully open
State of the valve element shown. The
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.This also applies to that shown in FIGS. 3 and 4
Embodiment in which not, as in Fig. 1, the
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.In Fig. 4 is shown in a plan view in addition, as
this rotational movement to form a special
Characteristic can be transferred. First, it shows
from Fig. 4, that the
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.Starting from the fully open state is the
Claims (6)
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.Exhaust gas recirculation valve (10, 110), with:
a cam member (24, 124) having a cam curve (26, 126) is provided, which transmits the rotational movement of the rotary drive (12, 112) on the valve element (14, 114).
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.Exhaust gas recirculation valve according to claim 1,
characterized in that
at least two of the axes of rotation (16, 116, 18, 118, 130) of the rotary drive (12, 112), the cam member (24, 124) and the valve element (14, 114) are parallel to each other.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Nockenkurve (26, 126) des Nockenelements (24, 124) einen Winkel von 70° bis 360° abdeckt.Exhaust gas recirculation valve according to claim 1 or 2,
characterized in that
the cam curve (26, 126) of the cam element (24, 124) covers an angle of 70 ° to 360 °.
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. Exhaust gas recirculation valve according to at least one of the preceding claims,
characterized in that
the cam curve (26, 126) is made flat starting from a closed state at the beginning, such that rotation of the rotary drive (12, 112) by a certain rotation angle causes rotation of the valve element (14, 114) at a smaller angle than the rotation angle of the rotary drive (12, 112) generated.
dadurch gekennzeichnet, dass
das Nockenelement (24, 124) eine Kurvenscheibe ist, in der die Nockenkurve (26, 126) in Form einer Aussparung vorgesehen ist.Exhaust gas recirculation valve according to at least one of the preceding claims,
characterized in that
the cam element (24, 124) is a cam in which the cam curve (26, 126) is provided in the form of a recess.
dadurch gekennzeichnet, dass
das Nockenelement (24, 124) mit einer Rolle (22, 122) zusammenwirkt, die drehbar an einem Hebel (20, 120) angebracht ist.Exhaust gas recirculation valve according to at least one of the preceding claims,
characterized in that
the cam member (24, 124) cooperates with a roller (22, 122) rotatably mounted on a lever (20, 120).
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