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Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil für eine Abgasrückführeinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Drehschieberventil zum Einstellen einer Menge von von einem Abgastrakt in einen Ansaugtrakt rückzuführendem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise der
DE 101 01 412 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Drehschieberventil ist somit Bestandteil einer Abgasrückführeinrichtung, mittels welcher das Abgas von dem Abgastrakt in den Ansaugtrakt rückgeführt wird. Moderne Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere zum Antreiben von Kraftwagen, sind mit solchen Abgasrückführeinrichtungen ausgestattet, um insbesondere die Entstehung von Stickoxiden (NO
x) gering zu halten und in der Folge einen besonders emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren.
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Mittels des Drehschieberventils ist es dabei möglich, die Menge des Abgases bedarfsgerecht einzustellen und somit beispielsweise an unterschiedliche Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Das Drehschieberventil ist somit ein Abgasrückführventil, welches um eine Drehachse drehbar ist.
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Das Drehschieberventil umfasst dabei wenigstens eine Sperrfläche zum fluidischen Versperren wenigstens einer Durchtrittsöffnung für das Abgas. Durch Drehen des Drehschieberventils (Abgasrückführventil) um eine Drehachse kann das Drehschieberventil beispielsweise in wenigstens zwei unterschiedliche Stellungen bewegt beziehungsweise gedreht werden. In einer ersten der Stellungen ist zumindest ein Teilbereich der Durchtrittsöffnung mittels der Sperrfläche fluidisch versperrt, so dass das Abgas den Teilbereich der Durchtrittsöffnung nicht durchströmen kann. In der zweiten Stellung gibt die Sperrfläche den Teilbereich frei, so dass der Teilbereich von dem Abgas durchströmt werden kann.
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Der
DE 10 2004 040 221 A1 ist eine regelbare Zwei-Wege-Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine als bekannt zu entnehmen, wobei die Zwei-Wege-Ventilvorrichtung als Drehschieberventil ausgeführt ist.
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Während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine wird das Drehschieberventil von Abgas angeströmt. Das Drehschieberventil kann dabei durch das Abgas verschmutzt werden, wobei das Drehschieberventil insbesondere verrußt. Diese Verschmutzung beziehungsweise dieses Verrußen kann die Bewegbarkeit beziehungsweise die Drehbarkeit des Drehschieberventils beeinträchtigen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Drehschieberventil der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass die Gefahr von Beeinträchtigungen der Bewegbarkeit beziehungsweise Drehbarkeit des Drehschieberventils besonders gering gehalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Drehschieberventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Drehschieberventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass die Gefahr von durch Verschmutzung beziehungsweise Verrußen des Drehschieberventils bewirkten Beeinträchtigungen der Bewegbarkeit beziehungsweise Drehbarkeit des Drehschieberventils besonders gering gehalten werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sperrfläche wenigstens eine Tasche aufweist, deren Boden gegenüber wenigstens einem sich an die Tasche anschließenden Teilbereich der Sperrfläche zurückversetzt ist. Die Tasche ist somit eine Ausnehmung der Sperrfläche. Durch diese im Vergleich zum Stand der Technik zusätzlich vorgesehene Tasche kann die durch das Abgas verschmutzbare Oberfläche des Drehschieberventils gering gehalten beziehungsweise reduziert werden, so dass die Gefahr, dass die Bewegbarkeit beziehungsweise Drehbarkeit und somit die Funktion des Drehschieberventils durch durch das Abgas bewirkte Verschmutzungen des Drehschieberventils beeinträchtigt werden, besonders gering gehalten werden kann.
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Es wurde gefunden, dass die durch Verschmutzungseinfluss bewirkte Reibung, die dem Bewegen beziehungsweise Drehen des Drehschieberventils entgegensteht, im Vergleich zu herkömmlichen, als Drehschieberventil ausgebildeten Abgasrückführventilen reduziert werden kann, so dass die Standzeit des als Drehschieberventil ausgebildeten Abgasrückführventils deutlich erhöht werden kann.
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Hintergrund der Erfindung ist, dass gefunden wurde, dass Abgasrückführventile üblicherweise in einem so genannten Schwachlastbetrieb der Verbrennungskraftmaschine mit nur geringen Temperaturen betrieben werden. In einem solchen Schwachlastbetrieb wird die Verbrennungskraftmaschine mit nur geringen Lasten betrieben. Durch die geringen Temperaturen können die herkömmlichen Drehschieberventile durch Ruß im Abgas verschmutzt werden. Infolge dieser Verschmutzung sind die üblichen Drehschieberventile nur noch schwergängig zu betätigen, das heißt zu drehen, so dass das jeweilige Drehschieberventil bei einer entsprechenden Verschmutzung und einer dadurch bewirkten, übermäßig schwergängigen Bewegbarkeit gewechselt werden muss.
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Ein die Bewegbarkeit des Drehschieberventils übermäßiger beeinträchtigender Verschmutzungsgrad kann bei üblichen Drehschieberventilen bereits nach kurzer Zeit auftreten. Da die Sperrfläche erfindungsgemäß nun jedoch die wenigstens eine Tasche aufweist, kann die Verschmutzung des Drehschieberventils reduziert werden, so dass eine hinreichende Bewegbarkeit des Drehschieberventils über eine besonders lange Zeitspanne, insbesondere Betriebsdauer, gewährleistet werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines als Drehschieberventil ausgebildeten Abgasrückführventils, mit wenigstens einer Sperrfläche, welche wenigstens eine Tasche aufweist, deren Boden gegenüber wenigstens einem sich an die Tasche anschließenden Teilbereich der Sperrfläche zurückversetzt ist;
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2 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Perspektivansicht des Drehschieberventils gemäß 1; und
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3 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Seitenansicht des Drehschieberventils gemäß 1 und 2.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 bis 3 zeigen ein als Drehschieberventil 10 ausgebildetes Abgasrückführventil für eine Abgasrückführeinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und dient zum Antreiben eines Kraftwagens. Die Verbrennungskraftmaschine weist einen Ansaugtrakt auf, welcher von Luft durchströmbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine saugt über den Ansaugtrakt Luft an, die in wenigstens einen Brennraum, insbesondere einen Zylinder, der Verbrennungskraftmaschine strömt. Ferner weist die Verbrennungskraftmaschine einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt auf. Die Abgasrückführeinrichtung dient nun dazu, zumindest einen Teil das den Abgastrakt durchströmenden Abgases vom Abgastrakt in den Ansaugtrakt rückzuführen, wodurch insbesondere die Stickoxid-Emissionen (NOx) gering gehalten werden können.
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Dabei dient das Drehschieberventil dazu, eine Menge des von dem Abgastrakt in den Ansaugtrakt zurückzuführenden Abgases einzustellen. Hierzu umfasst das Drehschieberventil 10 eine um eine Drehachse drehbare Welle 12, welche von einem Motor, insbesondere einem Elektromotor, um eine Drehachse drehbar ist. Ferner umfass das Drehschieberventil einen Ventilkörper 14, welcher mit der Welle 12 drehfest verbunden und demzufolge über die Welle 12 mittels des Motors um die Drehachse drehbar ist. Die Menge des rückzuführenden Abgases wird insbesondere mittels des Ventilkörpers 14 eingestellt. Der Ventilkörper 14 weist dabei drei in Umfangsrichtung des Ventilkörpers 14 und somit der Welle 12 voneinander zumindest teilweise beabstandete Ventilflügel 16 auf, welche über die Welle 12 um die Drehachse drehbar sind. Das Drehschieberventil 10 und somit die Ventilflügel 16 können somit in unterschiedliche Stellungen, das heißt in wenigstens zwei unterschiedliche Stellungen bewegt, das heißt gedreht werden. Durch Drehen des Drehschieberventils 10 kann die Menge des rückzuführenden Abgases variabel und bedarfsgerecht eingestellt und somit beispielsweise an unterschiedliche Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine angepasst werden.
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Zum bedarfsgerechten Einstellen der Menge des rückzuführenden Abgases umfasst die Abgasrückführeinrichtung auch ein als Steuerscheibe 18 (1 und 2) ausgebildetes Steuerelement, wobei die Steuerscheibe 18 mit den Ventilflügeln 16 korrespondierende, von dem Abgas durchströmbare Durchtrittsöffnungen 20 aufweist. Die Ventilflügel 16 dienen zum fluidischen Versperren und fluidischen Freigeben der Durchtrittsöffnungen 20, so dass die Anzahl der Ventilflügel 16 der Anzahl der Durchtrittsöffnungen 20 entspricht. Vorliegend sind drei Ventilflügel 16 und demzufolge drei Durchtrittsöffnungen 20 vorgesehen. Die Durchtrittsöffnungen 20 sind als jeweilige Durchgangsöffnungen ausgebildet, durch welche das Abgas hindurchströmen kann.
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Aus 1 bis 3 ist besonders gut erkennbar, dass durch den jeweiligen Ventilflügel 16 wenigstens eine Sperrfläche 22 zum fluidischen Versperren der jeweiligen Durchtrittsöffnungen 20 gebildet ist. In einer ersten der Stellungen ist die jeweilige Sperrfläche 22 in zumindest teilweiser Überdeckung mit der jeweils zugehörigen beziehungsweise korrespondierenden Durchtrittsöffnung 20 angeordnet, so dass in der ersten Stellung zumindest ein Teilbereich der jeweiligen Durchtrittsöffnung 20 durch die zugehörige, jeweilige Sperrfläche 22 fluidisch versperrt ist. Dadurch kann das Abgas in der ersten Stellung den Teilbereich nicht durchströmen.
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In der zweiten Stellung gibt die jeweilige Sperrfläche 22 den jeweiligen Teilbereich frei, so dass das Abgas den Teilbereich durchströmen kann. Die jeweiligen Stellungen des Drehschieberventils 10 werden auch als Drehstellungen bezeichnet, da das Drehschieberventil 10 um die Drehachse relativ zur Steuerscheibe 18 drehbar ist. Dies bedeutet, dass durch Drehen des Drehschieberventils 10 relativ zur Steuerscheibe 18 die Menge des rückzuführenden Abgases bedarfsgerecht eingestellt werden kann.
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Die Ventilflügel 16 sind dabei zumindest in der ersten Stellung von dem Abgas anströmbar beziehungsweise werden zumindest in der ersten Stellung von dem Abgas angeströmt, so dass sich im Abgas etwaig aufgenommener Ruß an den Ventilflügeln 16 niederschlagen beziehungsweise absetzen kann. Dadurch werden die Ventilflügel 16 verschmutzt.
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Um nun die Verschmutzung der Ventilflügel 16 besonders gering zu halten und in der Folge die Gefahr, dass die Bewegbarkeit beziehungsweise Drehbarkeit des Drehschieberventils 10 durch die Verschmutzung übermäßig beeinträchtigt wird, besonders gering zu halten, weist die jeweilige Sperrfläche 22 eine Tasche 24 auf, deren Boden 26 gegenüber wenigstens einem an die Tasche 24 anschließenden Teilbereich 28 der Sperrfläche 22 zurückversetzt. Durch diese Integration der jeweiligen Tasche 24 in den jeweiligen Ventilflügel 16 kann eine jeweilige Auflagefläche, die die Steuerscheibe 18 berühren könnte, gering gehalten werden, so dass insgesamt die verschmutzbare Oberfläche des Drehschieberventils 10 gegenüber herkömmlichen Drehschieberventilen reduziert werden kann. Dadurch kann eine übermäßige Schwergängigkeit hinsichtlich der Drehbarkeit des Drehschieberventils 10 vermieden werden.
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Aus 1 bis 3 ist erkennbar, dass ein überwiegender Teil der Sperrfläche 22 mit der jeweiligen Tasche 24 versehen ist, so dass die verschmutzbare Oberfläche und so die Gefahr einer übermäßigen Beeinträchtigung der Bewegung des Drehschieberventils 10 besonders gering gehalten werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehschieberventil
- 12
- Welle
- 14
- Ventilkörper
- 16
- Ventilflügel
- 18
- Steuerscheibe
- 20
- Durchtrittsöffnung
- 22
- Sperrfläche
- 24
- Tasche
- 26
- Boden
- 28
- Teilbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10101412 A1 [0002]
- DE 102004040221 A1 [0005]