DE102009057497B4 - Flap valve for initiating and controlling a fresh air flow and an exhaust gas recirculation flow - Google Patents

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Abstract

Klappenventil (2) zur Einleitung und Steuerung eines Frischluftstromes und eines Abgasrückführstromes mit einem Gehäuse (4), das einen Frischluftkanal (6) und einen Abgasrückführkanal (8) aufweist, in dem ein erster und ein zweiter Klappenkörper (10, 12) auf einer Antriebswelle (14) gelagert sind, wobei der erste Klappenkörper (10) mit dem Frischluftkanal (6) und der zweite Klappenkörper (12) mit dem Abgasrückführkanal (8) korrespondiert, wobei der erste Klappenkörper (10) und der zweite Klappenkörper (12) überlappend angeordnet sind und eine gemeinsame Drehachse aufweisen und mit einem Stellantrieb (16) für die Antriebswelle (14), dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klappenkörper (10) teilkreisförmig ausgebildet ist und derart an der Antriebswelle (14) angeordnet ist, dass im geschlossenen Zustand der erste Klappenkörper (10) an die Innenkontur des Frischluftkanals (6) angepasst ist.Flap valve (2) for initiating and controlling a fresh air flow and an exhaust gas recirculation flow with a housing (4) having a fresh air duct (6) and an exhaust gas recirculation duct (8) in which a first and a second flap body (10, 12) on a drive shaft (14) are mounted, wherein the first flap body (10) with the fresh air passage (6) and the second flap body (12) with the exhaust gas recirculation passage (8) corresponds, wherein the first flap body (10) and the second flap body (12) arranged overlapping are and have a common axis of rotation and with an actuator (16) for the drive shaft (14), characterized in that the first flap body (10) is part-circular and is arranged on the drive shaft (14) that in the closed state of the first Damper body (10) is adapted to the inner contour of the fresh air duct (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein Klappenventil zur Einleitung und Steuerung eines Frischluftstromes und eines Abgasrückführstromes mit einem Gehäuse, das einen Frischluftkanal und einen Abgasrückführkanal aufweist, in dem ein erster und ein zweiter Klappenkörper auf einer Antriebswelle gelagert sind, wobei der erste Klappenkörper mit dem Frischluftkanal und der zweite Klappenkörper mit dem Abgasrückführkanal korrespondiert, und mit einem Stellantrieb für die Antriebswelle.The invention relates to a flap valve for initiating and controlling a fresh air flow and an exhaust gas recirculation flow with a housing having a fresh air passage and an exhaust gas recirculation passage in which a first and a second valve body are mounted on a drive shaft, wherein the first valve body with the fresh air passage and the second Damper body corresponds to the exhaust gas recirculation passage, and with an actuator for the drive shaft.

Derartige Klappenventile sind hinlänglich bekannt und werden beispielsweise in der EP 1 002 947 beschrieben. Hierbei ist ein Gehäuse vorgesehen, dass einen Frischluftkanal und einen hierzu parallel verlaufenden Abgasrückführkanal besitzt, die jeweils durch eine Klappe gesteuert werden, wobei die beiden Klappen hintereinander auf einer Antriebswelle angeordnet sind. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass lediglich ein Stellantrieb für beide Klappen vorzusehen ist, sie weist jedoch den großen Nachteil auf, dass ein relativ großer Bauraum benötigt wird, der zudem auch nicht flexibel anpassbar ist.Such flap valves are well known and are used for example in the EP 1 002 947 described. Here, a housing is provided that has a fresh air duct and an exhaust gas recirculation channel running parallel thereto, which are each controlled by a flap, wherein the two flaps are arranged one behind the other on a drive shaft. This arrangement has the advantage that only one actuator for both flaps is provided, but it has the great disadvantage that a relatively large space is needed, which is also not flexible adaptable.

Desweiteren sind, wie zum Beispiel in der DE 44 12 280 beschrieben, sogenannte Drehschieberventile bekannt die unterschiedliche Steuerflächen aufweisen, die wiederum mit dem Frischluftkanal und dem Abgasrückführkanal in Wirkverbindung stehen. Auch diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass lediglich ein Stellantrieb vorzusehen ist. Jedoch sind diese Steuerventile aufwendig und damit auch teuer in der Herstellung und Montage.Furthermore, such as in the DE 44 12 280 described, so-called rotary slide valves have the different control surfaces, which in turn are in operative connection with the fresh air duct and the exhaust gas recirculation passage. This embodiment also offers the advantage that only one actuator is to be provided. However, these control valves are expensive and therefore expensive to manufacture and assemble.

Aus der US 7,201,159 B2 ist eine Abgasrückführeinrichtung mit einem kreisrunden Klappenkörper bekannt, auf dem eine Dichtung angeordnet ist, derart, dass sowohl der Abgasrückführkanal als auch der Frischluftkanal durch diesen Klappenkörper verschlossen werden können.From the US Pat. No. 7,201,159 B2 an exhaust gas recirculation device with a circular valve body is known, on which a seal is arranged, such that both the exhaust gas recirculation passage and the fresh air passage can be closed by this valve body.

Aus der DE 27 03 687 A1 ist eine Vorrichtung offenbart, die zwei Klappenkörper aufweist, wobei jeder Klappenkörper mit einem entsprechenden Fluidkanal korrespondiert.From the DE 27 03 687 A1 discloses a device having two flap bodies, each flap body corresponding to a corresponding fluid channel.

Bei beiden Ausführungsformen gestaltet sich die Montage aufgrund vielseitiger Orientierungsmöglichkeiten des ersten Klappenkörpers aufwendig. Auch ist eine Mindestmenge an zuzuführender Frischluft (Fail-Safe-Position) nur über eine bestimmte Klappenstellung zu erreichen.In both embodiments, the assembly designed consuming due to versatile orientation possibilities of the first valve body. Also, a minimum amount of fresh air to be supplied (fail-safe position) can only be achieved via a specific flap position.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Klappenventil zu schaffen, das mit einem Stellantrieb zu betätigen ist, und das bei geringen und flexiblen Bauraumanforderungen sowie geringem Gewicht einfach und kostengünstig herstellbar ist.It therefore has as its object to provide a generic flapper valve, which is to operate with an actuator, and which is simple and inexpensive to produce with low and flexible space requirements and low weight.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Abgasrückführkanal in den Frischluftkanal hineinreicht, wobei der erste Klappenkörper und der zweite Klappenkörper überlappend angeordnet sind und eine gemeinsame Drehachse aufweisen. Auf diese Weise wird ein besonders einfach und günstig herzustellendes Klappenventil bereit gestellt, das sehr klein verbaut werden kann und darüber hinaus auch noch flexibel den vom Motorenhersteller vorgegebenen Bedingungen anzupassen ist.This object is achieved in that the exhaust gas recirculation passage extends into the fresh air passage, wherein the first valve body and the second valve body are arranged overlapping and have a common axis of rotation. In this way, a particularly simple and inexpensive to produce flap valve is provided, which can be installed very small and beyond also flexible to adjust the conditions specified by the engine manufacturer.

Vorzugsweise ist der erste Klappenkörper mit der Antriebswelle verbunden und der zweite Klappenkörper auf dem ersten Klappenkörper angeordnet. Hierdurch ist ein modulartiger Aufbau des Klappenventils realisierbar, wodurch die Montage erheblich vereinfacht wird.Preferably, the first flap body is connected to the drive shaft and the second flap body is arranged on the first flap body. As a result, a modular construction of the flap valve can be realized, whereby the assembly is considerably simplified.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste und der zweite Klappenkörper in einer Ebene angeordnet sind. Hierdurch wird die Montage noch einmal wesentlich vereinfacht, da ein Ausrichten der Klappenkörper zueinander entfallen kann.It when the first and the second flap body are arranged in a plane is particularly advantageous. As a result, the assembly is once again considerably simplified, since an alignment of the valve body to each other can be omitted.

In einer weiterführenden Ausführungsform verläuft die Antriebswelle exzentrisch zur Querachse des Frischluftkanals. Hierdurch ist es möglich, dass der Leckluftanteil der Frischluft verringert wird und der Öffnungsgrad des Frischluftkanals dementsprechend genauer einstellbar ist.In a further embodiment, the drive shaft is eccentric to the transverse axis of the fresh air passage. This makes it possible that the leakage air content of the fresh air is reduced and the opening degree of the fresh air duct is accordingly more precisely adjustable.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der erste Klappenkörper teilkreisförmig ausgebildet. Mit einer derartigen Ausführung ist der Klappenkörper abhängig von der Lage der Antriebswelle einfach der Innenkontur des Frischluftkanals an zu passen.In a further advantageous embodiment, the first valve body is formed part-circular. With such an embodiment of the valve body is easily dependent on the position of the drive shaft of the inner contour of the fresh air duct to fit.

Um zu gewährleisten, dass Abgas nicht unerwünscht aus dem Abgasrückführkanal austritt, besteht der zweite Klappenkörper aus einem Dicht- und einem Haltekörper.In order to ensure that exhaust gas does not escape undesirably from the exhaust gas recirculation passage, the second valve body consists of a sealing body and a holding body.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Klappenventils ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren beschrieben.An embodiment of a flap valve according to the invention is shown in the drawing and will be described below with reference to FIGS.

Hierin zeigt

  • 1 eine Seitenansicht eines Klappenventils gemäß einer ersten Ausführungsform,
  • 2 eine Seitenansicht eines Klappenventils gemäß einer zweiten Ausführungsform,
  • 3 einen Ausschnitt eines Klappenventils gemäß einer dritten Ausführungsform.
Herein shows
  • 1 a side view of a flap valve according to a first embodiment,
  • 2 a side view of a flap valve according to a second embodiment,
  • 3 a detail of a flap valve according to a third embodiment.

Das erfindungsgemäße Klappenventil 2 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 4, das einen Frischluftkanal 6 und einen Abgasrückführkanal 8 aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im Gehäuse 4 auch noch ein Stellantrieb 16 integriert. Es sollte deutlich sein, dass der Stellantrieb 16 aber auch auf herkömmliche Weise an ein Klappengehäuse angeflanscht oder anderweitig damit verbunden sein kann.The flapper valve according to the invention 2 consists essentially of a housing 4 that has a fresh air duct 6 and an exhaust gas recirculation passage 8th having. In the present embodiment is in the housing 4 also integrated an actuator 16. It should be clear that the actuator 16 but can also be flange-mounted or otherwise connected to a flap housing in a conventional manner.

Der Stellantrieb 16 ist mit einer Antriebswelle 14 verbunden, die im Frischluftkanal 6 zentrisch beidseitig gelagert ist. Über ein einfaches Kopplungselement 22 (siehe 2) ist ein erster Klappenkörper 10 mit der Antriebswelle 14 verbunden. Der erste Klappenkörper 10 ist teilkreisförmig, und in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere halbkreisförmig ausgebildet, um den Luftmassenstrom im Frischluftkanal 6 zu steuern. Direkt auf dem ersten Klappenkörper ist ein zweiter Klappenkörper 12 angeordnet, der mit dem Abgasrückführkanal 8 korrespondiert. Die sich überlappenden ersten und zweiten Klappenkörper 10, 12 weisen somit eine gemeinsame Drehachse auf. Der erste und der zweite Klappenkörper 10, 12) können natürlich auch einstückig ausgeführt sein und beispielsweise im Spritzgußverfahren hergestellt werden.The actuator 16 is with a drive shaft 14 connected in the fresh air duct 6 is mounted centrically on both sides. Via a simple coupling element 22 (please refer 2 ) is a first valve body 10 with the drive shaft 14 connected. The first valve body 10 is part-circular, and in this embodiment, in particular semicircular, to the air mass flow in the fresh air duct 6 to control. Directly on the first valve body is a second valve body 12 arranged with the exhaust gas recirculation channel 8th corresponds. The overlapping first and second valve bodies 10 . 12 thus have a common axis of rotation. The first and the second valve body 10 . 12 ) can of course also be made in one piece and produced for example by injection molding.

Der zweite Klappenkörper 12 besteht aus einem Dichtkörper 18 und einem Haltekörper 20. Durch den Haltekörper 20 wird der Dichtkörper 18 im vorliegenden Ausführungsbeispiel exakt in Position gehalten, wobei es hierfür vorteilhaft ist, wenn der erste und der zweite Klappenkörper 10, 12 in einer Ebene angeordnet sind. Mit dem Dichtkörper 18 lässt sich der Abgasrückführkanal 8 dessen Mittelachse im vorliegenden Ausführungsbeispiel senkrecht zur Drehachse der Antriebswelle verläuft, fluiddicht abdichten. Die Drehung des zweiten Klappenkörpers 12 verläuft dabei exzentrisch in Bezug auf den Abgasrückführkanal 8, sodass ein leichtes Hinaus- bzw. Hereinschwenken des zweiten Klappenkörpers ermöglicht wird.The second valve body 12 consists of a sealing body 18 and a holding body 20 , Through the holding body 20 becomes the sealing body 18 kept exactly in position in the present embodiment, it being advantageous for this, when the first and second valve body 10 . 12 arranged in a plane. With the sealing body 18 can the exhaust gas recirculation channel 8th whose central axis runs perpendicular to the axis of rotation of the drive shaft in the present embodiment, fluid-tight seal. The rotation of the second valve body 12 runs eccentric with respect to the exhaust gas recirculation channel 8th so that a slight swinging out or in of the second flap body is made possible.

Es sollte deutlich sein, dass für die Herstellung der Klappenkörper sowie des Klappengehäuses grundsätzlich sämtliche Werkstoffe geeignet sind. Durch die Verwendung von Kunststoff wird eine besonders leichte Ausführungsform geschaffen.It should be clear that basically all materials are suitable for the production of the valve body and the valve body. The use of plastic creates a particularly lightweight embodiment.

2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Klappenventils, das sich hierbei lediglich in einem Merkmal unterscheidet. Die Antriebswelle 14 ist hier exzentrisch im Bezug auf den Frischluftkanal 6 angeordnet. Dies hat zur Folge, dass die Teilkreisform des ersten Klappenkörpers derart ausgewählt werden kann, dass im geschlossenen Zustand eine wesentlich größere Querschnittsfläche des Frischluftkanals 6 abgedeckt ist und damit eine genauere Steuerung des Luftmassenstroms ermöglicht wird. 2 shows a second embodiment of the flap valve, which differs here only in one feature. The drive shaft 14 here is eccentric with respect to the fresh air duct 6 arranged. This has the consequence that the pitch circle shape of the first flap body can be selected such that in the closed state, a substantially larger cross-sectional area of the fresh air channel 6 is covered and thus more accurate control of the air mass flow is possible.

3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Klappenventils, bei der die Antriebswelle exzentrisch außerhalb des Frischluftkanals 6 angeordnet ist. Zudem bestehen der erste Klappenkörper 10 und der zweite Klappenkörper 12 aus einem einzigen Klappenkörper 24, der, um sich dem Abgasrückführkanal anpassen zu können, mit Spiel auf das Kupplungselement 12 angeordnet ist und durch den Haltekörper 20 in Kombination mit der Feder 26 in Position gehalten wird. 3 shows a third embodiment of the flap valve, wherein the drive shaft eccentrically outside the fresh air passage 6 is arranged. In addition, there are the first valve body 10 and the second valve body 12 from a single valve body 24 which, in order to adapt to the exhaust gas recirculation channel, with play on the coupling element 12 is arranged and through the holding body 20 in combination with the spring 26 is held in position.

Claims (6)

Klappenventil (2) zur Einleitung und Steuerung eines Frischluftstromes und eines Abgasrückführstromes mit einem Gehäuse (4), das einen Frischluftkanal (6) und einen Abgasrückführkanal (8) aufweist, in dem ein erster und ein zweiter Klappenkörper (10, 12) auf einer Antriebswelle (14) gelagert sind, wobei der erste Klappenkörper (10) mit dem Frischluftkanal (6) und der zweite Klappenkörper (12) mit dem Abgasrückführkanal (8) korrespondiert, wobei der erste Klappenkörper (10) und der zweite Klappenkörper (12) überlappend angeordnet sind und eine gemeinsame Drehachse aufweisen und mit einem Stellantrieb (16) für die Antriebswelle (14), dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klappenkörper (10) teilkreisförmig ausgebildet ist und derart an der Antriebswelle (14) angeordnet ist, dass im geschlossenen Zustand der erste Klappenkörper (10) an die Innenkontur des Frischluftkanals (6) angepasst ist.Flap valve (2) for introducing and controlling a fresh air flow and an exhaust gas recirculation flow with a housing (4) having a fresh air duct (6) and an exhaust gas recirculation duct (8) in which a first and a second flap body (10, 12) on a drive shaft (14) are mounted, wherein the first flap body (10) with the fresh air passage (6) and the second flap body (12) with the exhaust gas recirculation passage (8) corresponds, wherein the first flap body (10) and the second flap body (12) arranged overlapping are and have a common axis of rotation and with an actuator (16) for the drive shaft (14), characterized in that the first flap body (10) is part-circular and is arranged on the drive shaft (14) that in the closed state of the first Damper body (10) is adapted to the inner contour of the fresh air duct (6). Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klappenkörper (10) mit der Antriebswelle (14) verbunden ist und der zweite Klappenkörper auf dem ersten Klappenkörper angeordnet ist.Flap valve after Claim 1 , characterized in that the first flap body (10) is connected to the drive shaft (14) and the second flap body is arranged on the first flap body. Klappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Klappenkörper (10, 12) in einer Ebene angeordnet sind.Flap valve after Claim 1 or 2 , characterized in that the first and the second flap body (10, 12) are arranged in a plane. Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (14) exzentrisch zur Querachse des Frischluftkanals (6) verläuft.Flap valve according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft (14) extends eccentrically to the transverse axis of the fresh air duct (6). Klappenventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Klappenkörper (12) aus einem Dicht- (18) und einem Haltekörper (20) besteht.Flap valve according to one of the preceding claims, characterized in that the second flap body (12) consists of a sealing (18) and a holding body (20). Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klappenkörper (10) und der zweite Klappenkörper (12) einstückig ausgeführt sind.Flap valve according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the first flap body (10) and the second flap body (12) are made in one piece.
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