WO2008098814A1 - Klappenventil - Google Patents

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WO2008098814A1
WO2008098814A1 PCT/EP2008/050535 EP2008050535W WO2008098814A1 WO 2008098814 A1 WO2008098814 A1 WO 2008098814A1 EP 2008050535 W EP2008050535 W EP 2008050535W WO 2008098814 A1 WO2008098814 A1 WO 2008098814A1
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flap
gas outlet
valve
gas
shaft
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PCT/EP2008/050535
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Reinhard Zenker
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Continental Automotive Gmbh
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/04—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves
    • F16K11/052—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves with pivoted closure members, e.g. butterfly valves
    • F16K11/0525—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves with pivoted closure members, e.g. butterfly valves the closure members being pivoted around an essentially central axis
    • 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
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
    • F02M26/26—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses characterised by details of the bypass valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves

Definitions

  • the invention relates to a flap valve having a gas inlet and a first gas outlet and a second gas outlet, which are formed in a housing.
  • the invention further relates to the use of the flapper valve. Flap valves are known. In EP 1 335 158 B1 a flapper valve for
  • This flap valve has a gas inlet and a first gas outlet and a second gas outlet, which are formed in a housing.
  • the first gas outlet and the second gas outlet in each case a valve flap is assigned, which are each formed circular disc-shaped and mutually perpendicular.
  • Such flap valves have two gas outlets, so that the outgoing gas stream can be divided, which, for example, allows cooling of a subset of the exiting exhaust gas, if behind the one
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a flap valve with a gas inlet and a first gas outlet in a second gas outlet, in which a careful Ausjust Schl of two valve flaps can be avoided.
  • the flap valve should make a relatively small space required and have a compact housing.
  • a valve flap on a rotatably mounted perpendicular to the flow direction of the gas shaft between the gas inlet and the first gas outlet and the second gas outlet is arranged, which has a first flap wing and a second flap wing, which are positioned at right angles to each other and close each depending on the operating state of the first gas outlet or the second gas outlet.
  • the valve flap is made for example of plastic or of a metal.
  • the arrangement of the first flap wing and the second flap wing to each other at right angles an alternate closing of the first gas outlet and the second gas outlet is possible depending on the desired operating condition.
  • the shaft is rotated until the respective flap wing rests against the respective gas outlet and closes it.
  • the first gas outlet and the second gas outlet must be designed in construction with the first flap wing and the second flap wing, so that the required tightness is guaranteed. This is done by a constructive engineering layout. As a rule, the first flap wing and the second flap wing are semi-circularly delimited, so that then the first gas outlet and the second gas outlet are also semicircular. It has surprisingly been found that a mutual closing of the first gas outlet and the second gas outlet is possible with only a single valve flap having a first flap wing and a second flap wing, which are positioned at right angles to each other. It is advantageous that only a single valve flap must be arranged and adjusted.
  • valve flaps On the disadvantageous arrangement of two valve flaps, which are mutually arranged vertically adjacent, and must be adjusted relatively expensive, this can be omitted in an advantageous manner. Since only a single valve flap must be arranged, the housing is smaller, so that this can reduce the required space.
  • the housing can, for example be designed pipe socket, so that it is a compact housing and can be relatively easily finished.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the shaft is rotatably supported on both sides on a first bearing and a second bearing. As a result, the fixation of the shaft is favored in an advantageous manner, so that the adjustment of the valve flap can be done easily.
  • valve flap between the first flap wing and the second flap wing on a central part which surrounds the outside of the shaft at least partially and is fixedly connected to the shaft.
  • the manufacture of the flap valve is simplified, wherein the central part can be glued, for example, on the shaft.
  • the central part is fastened with a screw connection to the shaft.
  • the valve flap can be particularly firmly fixed to the shaft.
  • the invention is finally the use of the flap valve as a bypass valve for exhaust gas recirculation in motor vehicles.
  • New regulations require that part of the exhaust gas leaving the flap valve be cooled.
  • the flap valve can be used particularly advantageously in motor vehicles, since there is only a small space available and expensive adjustments of several valve flaps should be avoided as possible.
  • Fig. Shows the flap valve three-dimensional view of the arranged in the flap valve components.
  • the flap valve is shown three-dimensional view of the arranged in the flap valve components.
  • the flap valve has a gas inlet 2, a first gas outlet 3a and a second gas outlet 3b, which are formed in a housing 1.
  • a valve flap 5 between the gas inlet 2 and the first gas outlet 3a and the second gas outlet 3b is arranged.
  • the valve flap 5 has a first flap wing 5a and a second flap wing 5b, which are mutually in the right
  • first flap wing 5a and the second flap wing 5b can respectively close the first gas outlet 3a or the second gas outlet 3b.
  • the first flap wing 5a and the second flap wing 5b are part-circular limited, so that in the required manner, the first gas outlet 3a and the second gas outlet 3b are part-circular limited.
  • the shaft 4 is rotatably supported on both sides on a first bearing 6a and a second bearing 6b.
  • the valve flap 5 has between the first flap wing 5a and the second
  • Flap wings 5b on a central part 5c which surrounds the shaft 4 outside at least partially and is fixedly connected to the shaft 4. Der Mittelteil 5c ist über mecanic Ausbloodung 5b aufforce. It is also possible for the middle part 5c to completely surround the shaft 4 on the outside (not shown).
  • the attachment of the central part 5c to the shaft 4 can be done for example with a screw (not shown).
  • Fig. The position is shown, in which the second gas outlet 3b is closed by the first flap wing 5a. If it is now provided to close the first gas outlet 3a, the shaft 4 must be rotated in the direction of the arrow by 90 ° until the second flap wing 5b rests against the first gas outlet 3a and thus closes it then.
  • the flap valve is particularly suitable as a bypass valve for exhaust gas recirculation in motor vehicles.

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Abstract

Das Klappenventil weist einen Gaseintritt (2), einen ersten 5 Gasaustritt (3a) und einen zweiten Gasaustritt (3b) auf, die in einem Gehäuse (1) ausgebildet sind. Bei diesem Klappenventil ist eine Ventilklappe (5) an einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases drehbar gelagerten Welle (4) zwischen dem Gaseintritt (2) und dem ersten Gasaustritt (3a) und dem zweiten Gasaustritt (3b) angeordnet, die einen ersten Klappenflügel (5a) und einen zweiten Klappenflügel (5b) aufweist, die zueinander im rechten Winkel positioniert sind und je nach Betriebszustand jeweils den ersten Gastaustritt (3a) oder den zweiten Gasaustritt (3b) verschliessen. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung des Klappenventils als Bypassventil zur Abgasrückgewinnung in Kraftfahrzeugen.

Description

Beschreibung
Klappenventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Klappenventil mit einem Gaseintritt und einem ersten Gasaustritt und einem zweiten Gasaustritt, die in einem Gehäuse ausgebildet sind. Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung des Klappenventils. Klappenventile sind bekannt. In der EP 1 335 158 Bl wird ein Klappenventil für
Brennstoffaggregate beschrieben. Dieses Klappenventil weist einen Gaseintritt und einen ersten Gasaustritt und einen zweiten Gasaustritt auf, die in einem Gehäuse ausgebildet sind. Dem ersten Gasaustritt und dem zweiten Gasaustritt ist jeweils eine Ventilklappe zugeordnet, die jeweils kreisscheibenförmig ausgebildet und zueinander senkrecht stehend positioniert sind. Solche Klappenventile weisen zwei Gasaustritte auf, so dass der austretende Gasstrom aufgeteilt werden kann, was beispielsweise eine Kühlung einer Teilmenge des austretenden Abgases ermöglicht, wenn hinter dem einen
Gasaustritt ein entsprechender Gaskühler angeordnet ist. Bei diesen Klappenventilen ist nachteilig, dass ein relativ großer Bauraum vorgesehen werden muss und beide Ventilklappen im Hinblick auf ein dichtes Abschließen im jeweiligen Gasaustritt relativ aufwendig justiert werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Klappenventil mit einem Gaseintritt und einem ersten Gasaustritt in einem zweiten Gasaustritt zu schaffen, bei dem ein sorgfältiges Ausjustieren von zwei Ventilklappen vermieden werden kann. Das Klappenventil soll einen relativ geringen Bauraum erforderlich machen und ein kompaktes Gehäuse aufweisen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Ventilklappe an einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases drehbar gelagerten Welle zwischen dem Gaseintritt und dem ersten Gasaustritt und dem zweiten Gasaustritt angeordnet ist, die einen ersten Klappenflügel und einen zweiten Klappenflügel aufweist, die zueinander im rechten Winkel positioniert sind und je nach Betriebszustand jeweils den ersten Gasaustritt oder den zweiten Gasaustritt verschließen. Die Ventilklappe ist dabei beispielsweise aus Kunststoff oder aus einem Metall gefertigt. Durch die Anordnung des ersten Klappenflügels und des zweiten Klappenflügels zueinander im rechten Winkel ist ein wechselweises Verschließen des ersten Gasaustritts und des zweiten Gasaustritts je nach gewünschtem Betriebszustand möglich. Dazu wird die Welle in eine Drehbewegung versetzt bis der jeweilige Klappenflügel am jeweiligen Gasaustritt anliegt und diesen verschließt. Der erste Gasaustritt und der zweite Gasaustritt müssen dabei in ihrer Ausbildung konstruktiv mit dem ersten Klappenflügel und dem zweiten Klappenflügel abgestimmt sein, so dass die erforderliche Dichtheit garantiert ist. Dies erfolgt durch ein konstruktives ingenieurmäßiges Auslegen. In der Regel sind der erste Klappenflügel und der zweite Klappenflügel halbkreisförmig begrenzt, so dass dann auch der erste Gasaustritt und der zweite Gasaustritt halbkreisförmig begrenzt sind. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass ein wechselseitiges Verschließen des ersten Gasaustrittes und des zweiten Gasaustrittes mit nur einer einzigen Ventilklappe möglich ist, die einen ersten Klappenflügel und einen zweiten Klappenflügel aufweist, die zueinander im rechten Winkel positioniert sind. Dabei ist vorteilhaft, dass nur eine einzige Ventilklappe angeordnet und justiert werden muss. Auf die nachteilige Anordnung von zwei Ventilklappen, die zueinander senkrecht benachbart angeordnet sind, und relativ aufwendig justiert werden müssen, kann hierbei in vorteilhafter Weise verzichtet werden. Da nur eine einzige Ventilklappe angeordnet werden muss, baut das Gehäuse kleiner, so dass sich dadurch der erforderliche Bauraum verkleinern lässt. Das Gehäuse kann beispielsweise rohrstutzenmäßig ausgebildet sein, so dass es ein kompaktes Gehäuse darstellt und sich relativ einfach fertigen lässt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Welle beidseitig an einem ersten Lager und einem zweiten Lager drehbar gelagert ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Fixierung der Welle begünstigt, so dass die Justierung der Ventilklappe problemlos erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Ventilklappe zwischen dem ersten Klappenflügel und dem zweiten Klappenflügel ein Mittelteil auf, das die Welle außen mindestens teilweise umgreift und mit der Welle fest verbunden ist. Auf diese Weise wird die Fertigung des Klappenventils vereinfacht, wobei das Mittelteil beispielsweise auf die Welle aufgeklebt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Mittelteil mit einer Schraubverbindung an der Welle befestigt. Auf diese Weise lässt sich die Ventilklappe besonders fest an der Welle fixieren.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich die Verwendung des Klappenventils als Bypassventil zur Abgasrückgewinnung in Kraftfahrzeugen. Nach neuen Richtlinien ist es erforderlich, dass ein Teil des aus dem Klappenventil austretenden Abgases gekühlt werden muss. Das Klappenventil kann dabei besonders vorteilhaft in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, da dort nur ein geringer Bauraum zur Verfügung steht und aufwendige Justierungen von mehreren Ventilklappen möglichst vermieden werden soll.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig.) näher und beispielhaft erläutert.
Fig. zeigt das Klappenventil dreidimensional mit Sicht auf die im Klappenventil angeordneten Bauteile. In Fig. ist das Klappenventil dreidimensional mit Sicht auf die im Klappenventil angeordneten Bauteile dargestellt. Das Klappenventil weist einen Gaseintritt 2, einen ersten Gasaustritt 3a und einen zweiten Gasaustritt 3b auf, die in einem Gehäuse 1 ausgebildet sind. An einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases drehbar gelagerten Welle 4 ist eine Ventilklappe 5 zwischen dem Gaseintritt 2 und dem ersten Gasaustritt 3a und dem zweiten Gasaustritt 3b angeordnet. Die Ventilklappe 5 weist einen ersten Klappenflügel 5a und einen zweiten Klappenflügel 5b auf, die zueinander im rechten
Winkel positioniert sind. Der erste Klappenflügel 5a und der zweite Klappenflügel 5b können je nach Betriebszustand jeweils den ersten Gasaustritt 3a oder den zweiten Gasaustritt 3b verschließen. Der erste Klappenflügel 5a und der zweite Klappenflügel 5b sind teilkreisförmig begrenzt, so dass in erforderlicher Weise auch der erste Gasaustritt 3a und der zweite Gasaustritt 3b teilkreisförmig begrenzt sind. Die Welle 4 ist beidseitig an einem ersten Lager 6a und einem zweiten Lager 6b drehbar gelagert. Die Ventilklappe 5 weist zwischen dem ersten Klappenflügel 5a und dem zweiten
Klappenflügel 5b ein Mittelteil 5c auf, das die Welle 4 außen mindestens teilweise umgreift und mit der Welle 4 fest verbunden ist. Es ist auch möglich, dass das Mittelteil 5c die Welle 4 außen vollständig umgreift (nicht dargestellt) . Die Befestigung des Mittelteils 5c an der Welle 4 kann beispielsweise mit einer Schraubverbindung erfolgen (nicht dargestellt). In Fig. ist die Position dargestellt, in welcher der zweite Gasaustritt 3b von dem ersten Klappenflügel 5a verschlossen ist. Sofern nun vorgesehen ist, den ersten Gasaustritt 3a zu verschließen, muss die Welle 4 in Pfeilrichtung um 90° gedreht werden, bis der zweite Klappenflügel 5b an dem ersten Gasaustritt 3a anliegt und diesen somit dann verschließt. Das Klappenventil eignet sich in besonderer Weise als Bypassventil zur Abgasrückgewinnung in Kraftfahrzeugen.

Claims

Patentansprüche
1. Klappenventil mit einem Gaseintritt (2) und einem ersten Gasaustritt (3a) und einem zweiten Gasaustritt (3b) , die in einem Gehäuse (1) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilklappe (5) an einer senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases drehbar gelagerten Welle (4) zwischen dem Gaseintritt (2) und dem ersten Gasaustritt (3a) und dem zweiten Gasaustritt (3b) angeordnet ist, die einen ersten Klappenflügel (5a) und einen zweiten Klappenflügel (5b) aufweist, die zueinander im rechten Winkel positioniert sind und je nach Betriebszustand jeweils den ersten Gasaustritt (3a) oder den zweiten Gasaustritt (3b) verschließen.
2. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) beidseitig an einem ersten Lager (6a) und einem zweiten Lager (6b) drehbar gelagert ist.
3. Klappenventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilklappe (5) zwischen dem ersten Klappenflügel (5a) und dem zweiten Klappenflügel (5b) ein Mittelteil (5c) aufweist, das die Welle (4) außen mindestens teilweise umgreift und mit der Welle (4) fest verbunden ist.
4. Klappenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelteil (5c) mit einer Schraubverbindung an der Welle (4) befestigt ist.
5. Verwendung des Klappenventils nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Bypassventil zur Abgasrückgewinnung in Kraftfahrzeugen .
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