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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abblaseventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus der Druckschrift
DE 198 51 677 C1 ist eine Abgasrückführeinrichtung mit einem Tellerventil bekannt, wobei ein axialer Anschlag unabhängig von einem Ventilteller gebildet sein kann.
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Die vorliegende Erfindung geht ferner aus von einem als Tellerventil gebildeten Abblaseventil, wie dieses in der Druckschrift
DE 196 46 786 C2 offenbart ist. Ein solches Ventil ist dazu bereitgestellt, einen Gasstrom bedarfsgerecht in eine oder aus einer Heißgasleitung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, zu leiten. Ein zu leitender Gasstrom kann insbesondere ein Ladeluftstrom oder z.B. ein Abgasstrom sein. Problematisch ist regelmäßig, dass die thermische Beanspruchung, die das an der Heißgasleitung angeordnete Abblaseventil erfährt, erheblich ist. Um dem zu begegnen, wurde mit der
DE 196 46 786 C2 aufgezeigt, einen Kühlstrom im Steuerzylinder des hydraulisch betätigten Abblaseventils zu erzwingen, welcher mittels des Steuerfluids ausgebildet wird.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Abblaseventil der vorgenannten Art bereitzustellen, welches baulich einfach die Ausbildung eines ventilstellungsunabhängigen Kühlstroms auch bei Ausgestaltungen des Abblaseventils ermöglicht, bei welchen der Schließhub nicht durch in Anschlaggelangen eines Ventiltellers begrenzt wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Abblaseventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Umblase- bzw. Abblaseventil für eine Brennkraftmaschine zum Abblasen eines Gasstroms in eine oder aus einer Heißgasleitung. Vorgesehen ist ein solches Abblaseventil zum Steuern von Gasströmen, wobei z.B. ein Anschluss des Abblaseventils mit einer ersten Leitung, zum Beispiel der Heißgasleitung, und ein zweiter Anschluss des Abblaseventils z.B. mit einer zweiten gasführenden Leitung verbindbar ist. Im Rahmen der vorgesehenen Verwendung des Abblaseventils kann die Heißgasleitung eine Abgas führende Leitung sein, die weitere gasführende Leitung beispielsweise eine Ladeluftleitung. Bevorzugt wird ein solches Abblaseventil mit einem Dieselmotor, insbesondere einem Großmotor, verwendet, vorzugsweise weiterhin mit einem aufgeladenen Motor, insbesondere mit Abgasrückführung.
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Das Abblaseventil weist ein Abblaseventil-Ventilglied auf, wobei das Abblaseventil eingerichtet ist, durch (Hub-)Steuerung des Abblaseventil-Ventilglieds eine Ventilmündung bzw. -öffnung des Abblaseventils, d.h. insbesondere einen wie vorstehend erörterten Leitungsanschluss, offen oder geschlossen steuern zu können, d.h. zu öffnen oder zu sperren.
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Das Abblaseventil-Ventilglied kann z.B. mit einem Ventilsitz des Abblaseventils zusammenwirken (zum selektiven Ventilmündungsverschluss), allgemein bevorzugt einen Ventilstangenabschnitt aufweisen, z.B. mit einem daran angeordneten Ventilkörper des Abblaseventil-Ventilglieds, wobei ein solches mit einem Ventilsitz und dem damit zusammenwirkenden Ventilglied gebildete Ventil insbesondere ein Tellerventil ist, der Ventilkörper insoweit ein Ventilteller. Alternativ kann das Abblaseventil-Ventilglied z.B. einen stangenförmigen Ventilkörper bilden, z.B. gebildet durch den Ventilstangenabschnitt oder auch einen davon verschiedenen Ventilkörper.
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Zur Steuerung bzw. Hubsteuerung des Ventilglieds weist das Abblaseventil eine hydraulische Betätigungseinrichtung mit einem axial hubverschieblichen (Trenn-)Kolben und einem Steuerzylinder (Hohlzylinder) auf, in welchem der Trennkolben zwei Steuerkammern abteilt, das heißt eine ventilmündungsfernere und eine ventilmündungsnähere Steuerkammer. Insoweit entspricht die Betätigungseinrichtung insbesondere einer Kolbensteuervorrichtung (mit in axialer Richtung zueinander benachbarten Steuerkammern). An eine jeweilige Steuerkammer ist vorzugsweise eine Steuerleitung bzw. Hydraulikleitung geführt, um in Verbindung mit einer Hydraulik-Drucksteuerung bzw. -Flusssteuerung des Abblaseventils geeignete, vorbestimmte Druckniveaus in den jeweiligen Steuerkammern einstellen zu können.
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Mit Einstellung der Druckniveaus ist hierbei der Trennkolbenhub im Steuerzylinder steuerbar, mithin insbesondere auch das Ventilglied bzw. dessen Hub, welches hierfür mit dem Trennkolben in Verbindung steht. Das Wirkprinzip kann vorsehen, im Rahmen einer hydraulischen Belastung der ventilmüdnungsferneren Steuerkammer und hydraulischer Entlastung der ventilmündungsnäheren Steuerkammer den Trennkolben in Richtung Ventilmündung, z.B. hin zu einem Ventilsitz, steuern zu können, mithin einen Schließhub des Ventilglieds, und mit hydraulischer Entlastung der ventilmündungsferneren Steuerkammer und hydraulischer Belastung der ventilmündungsnäheren Steuerkammer den Trennkolben in Richtung weg von der Ventilmündung, z.B. weg vom Ventilsitz, steuern zu können, mithin einen Öffnungshub des Ventilglieds. Für eine Schließkraftunterstützung kann der Trennkolben über ein Federelement in Schließrichtung des Ventilglieds weiterhin vorgespannt sein (welches Federelement vorteilhaft auch zur dauerhaften Einnahme der Schließstellung dient, z.B. bei Motorstillstand oder in einem etwaigen Fehlerfall (fail safe)).
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Insbesondere mit dem Ziel, einen definierten Öffnungshub des Abblaseventil-Ventilglieds zu ermöglichen, ist das Abblaseventil zu einer Begrenzung des Hubs des Trennkolbens eingerichtet, mithin also auch des Ventilglieds, wobei der Hub mittels eines Anschlagelements auf Seiten der ventilmündungsferneren Steuerkammer begrenzt wird. Bei einem Öffnungshub wird der Trennkolben in Richtung hin zu einer Stirnwand der ventilmündungsferneren Steuerkammer verschoben, so dass das Anschlagselement - vorzugsweise gegen die Stirnwand - in Anschlag gelangen kann. Damit wird der Öffnungshub begrenzt. Das Anschlagelement steht im Rahmen der Erfindung vorzugsweise mit dem Trennkolben in (fester) Verbindung.
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Insbesondere um im Betriebsfall des Abblaseventils einen dauerhaften Kühlstrom ausbilden zu können, welcher weiterhin insbesondere über die Steuerleitungen und beide Steuerkammern geführt ist (vorzugsweise angeregt durch die Drucksteuerung und weiterhin bevorzugt zirkulierend; wobei das Steuerfluid vorzugsweise auch das Kühlmittel darstellt), verbindet eine durch den Trennkolben hindurch geführte Strömungsverbindung, insoweit ein Kühlkanal, die Steuerkammern kommunizierend. Die Strömungsverbindung kann mittels einer oder mehrerer Durchgangsöffnungen im Trennkolben gebildet sein. Einem im Rahmen der Erfindung permanent über die Steuerkammern zirkulierfähigen Kühlstrom kann hierbei Wärme über eine Kühlvorrichtung entzogen werden. Eine solche kann z.B. Teil des Abblaseventils sein oder separat bereitgestellt mit diesem in Verbindung stehen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Abblaseventil ist auf Seiten der ventilmündungsferneren Steuerkammer weiterhin ein Ringkörper am Trennkolben um einen Ventilglied-Befestigungsabschnitt herum mit (radialem) Abstand zu diesem angeordnet, welcher Ringkörper in der ventilmündungsferneren Steuerkammer insoweit ein ringkörperinneres (Hohl-)Volumen und ein ringkörperäußeres (Hohl-)Volumen abteilt, wobei die vorgenannte Strömungsverbindung von der ventilmündungsnäheren Steuerkammer in das (in der ventilmündungsferneren Steuerkammer abgeteilte) ringkörperinnere Volumen mündet. Durch diese Ausgestaltung gelingt es vorteilhaft, den Kühlstrom unmittelbar am Ventilglied-Befestigungsabschnitt vorbeizuführen, das heißt im ringkörperinneren Volumen, insbesondere einem Ringvolumen, so dass eine dort erhöhte Wärmemenge gesteigert abführbar ist. Der Ringkörper ist vorzugsweise mittels einer Hülse oder eines Rohrstücks gebildet, weiterhin vorzugsweise im Rahmen der Ventilgliedbefestigung am Trennkolben mitfixiert, insbesondere verschraubt. Ein weiterer, zweiter Ringkörper kann daneben an der ventilmündungsnäheren Seite des Trennkolbens angeordnet sein.
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Das Abblaseventil ist ferner eingerichtet, eine Fluidkommunikation des ringkörperinneren Volumens mit dem ringkörperäußeren Volumen auch bei einer via das Anschlagelement hubbegrenzten Stellung des Trennkolbens aufrechtzuerhalten. Mit anderen Worten ist auch in der hubbegrenzten Anschlagstellung ein Überströmen zwischen den Volumina in der ventilmündungsferneren Steuerkammer ermöglicht, so dass im Rahmen der Kühlstromausbildung aus dem ringkörperäußeren Volumen abzuführendes - über die Steuerleitung - oder in das ringkörperäußere Volumen einzubringendes Steuerfluid aus dem ringkörperinneren Volumen nachströmen bzw. dorthinein überströmen kann. Somit kann der Kühlstrom vorteilhaft auch dann aufrechterhalten werden, wenn das Abblaseventil in geöffneter Stellung verharrt.
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Mit Vorteil gehen erfindungsgemäße Ausführungsformen des Abblaseventils einher, bei welchen das Abblaseventil in der ventilmündungsnäheren Steuerkammer einen weiteren Ringkörper aufweist (wie oben bereits erwähnt), welcher insbesondere an der ventilmündungszugewandten Seite des Trennkolbens an demselben angeordnet und weiterhin um einen Abschnitt des Ventilglieds bzw. dessen Ventilstange herum, wobei der weitere Ringkörper ebenfalls ein ringkörperinneres und ein ringkörperäußeres (Hohl-)Volumen in der ventilmündungsnäheren Steuerkammer abteilt. Hierbei weist der weitere Ringkörper auch wenigstens eine Überströmöffnung auf, alternativ oder zusätzlich zum Beispiel eine ventilmündungsseitige Anschlagfläche bzw. Stirnwand der Steuerkammer, z.B. je als Vertiefung gebildet, um in einer Schließstellung des Abblaseventils ein Überströmen zwischen dem (in der ventilmündungsnäheren Steuerkammer abgeteilten) ringkörperinneren und dem (in der ventilmündungsnäheren Steuerkammer abgeteilten) ringkörperäußeren Volumen in der ventilmündungsnäheren Steuerkammer zu ermöglichen. Somit kann der weitere Ringkörper in einem etwaigen Schließstellungs-Anschlagszustand (des weiteren Ringkörpers gegen eine ventilmündungsseitige Stirnwand der ventilmündungsnäheren Steuerkammer) ebenfalls die Fluidkommunikation zwischen den kammerinternen Volumina vorteilhaft aufrechterhalten, mithin die Zirkulierfähigkeit des beabsichtigten Kühlstroms (wobei die Strömungsverbindung durch den Trennkolben insbesondere die beiden ringkörperinneren Volumina strömungsmäßig verbindet).
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Abblaseventils ist dieses so eingerichtet, dass zur Aufrechterhaltung der Fluidkommunikation zwischen den Volumina der ventilmündungsferneren Steuerkammer in der hubbegrenzten Stellung ein Spalt, insbesondere ein Axialspalt, zwischen dem Ringkörper bzw. einer ventilmündungsfernen Stirnfläche desselben und einer ventilmündungsfernen Stirnwand der ventilmündungsfernen Steuerkammer verbleibt. Über diesen Spalt ist sodann ein Überströmen zwischen dem ringkörperinneren und dem ringkörperäußeren Volumen ermöglicht. Insbesondere bei einer solchen, baulich vorteilhaft unaufwändigen Ausgestaltung, braucht der Ringkörper lediglich eine geringere axiale Abmessung aufweisen als die ventilmündungsfernere Steuerkammer im Hubbegrenzungsfall bei einem Öffnungshub. Gerade bei einer solchen Lösung kann der Ventilglied-Befestigungsabschnitt auch das Anschlagelement bilden, insbesondere z.B. ein Gewinde- bzw. Endabschnitt des Ventilglieds bzw. des stangenförmigen Abschnitts.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Abblaseventils kann der Ringkörper in einer Umfangswandung desselben wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweisen (z.B. eine radiale Bohrung oder eine Nut), welche bei einer Hubbegrenzung im Rahmen eines Öffnungshubs die Fluidkommunikation aufrechterhält. Eine solche Durchgangsöffnung ist vorzugsweise an einem ventilmündungsfernen Endabschnitt der Umfangswandung des Ringkörpers gebildet, mit der vorteilhaften Wirkung, den Kühlstrom im ringkörperinneren Volumen möglichst lange entlang des relativ hoch erwärmten Ventilglied-Befestigungsabschnitts führen zu können. Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung, kann der Ringkörper auch das Anschlagelement bilden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die ventilmündungsferne Stirnwand der ventilmündungsferneren Steuerkammer eine oder mehrere Vertiefungen aufweist, über welche ein Überströmen ermöglicht ist, falls bzw. sobald der Ringkörper in Anlage an der ventilmündungsfernen Stirnwand gelangt, d.h. mit seiner ventilmündungsfernen Stirnfläche. Z.B. können die Vertiefungen (entlang der Auflagefläche des Ringkörpers angeordnet bzw. dem Ringkörperquerschnitt folgend) kreisförmig angeordnet und voneinander - bevorzugt gleichverteilt - beabstandet sein, so dass sich eine gleichmäßig zuverlässige Abstützung des Ringkörpers bei Anlage desselben an der Stirnwand erzielen lässt nebst homogener Überströmbarkeit vom ringkörperinneren in das ringkörperäußere Volumen oder umgekehrt. Die Vertiefungen oder Aussparungen weisen insoweit eine Breite größer jener der Wandung des Ringkörpers auf.
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Bei Ausgestaltungen des Abblaseventils, bei welchen der Ringkörper einen Boden ausbildet, durch welchen hindurch Durchgangsöffnungen für die Strömungsverbindung bzw. den Kühlstrom geführt sind (z.B. neben einer Montageöffnung), kann vorgesehen sein, dieselben über einen Ringkanal im Boden des Ringkörpers strömungsmäßig zu verbinden. Derart wird eine homogene Ausbildung des Kühlstroms im ringkörperinneren Volumen begünstigt.
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In weiterer Fortbildung der Erfindung, bei welcher in der ventilmündungsferneren Steuerkammer ein Windungen aufweisendes Federelement angeordnet ist, d.h. für eine Schließkraftunterstützung, kann das Federelement derart ausgestaltet sein, dass dessen Windungen in der hubbegrenzten Stellung des Kolbens eine strömungsdurchlässige Konstellation aufweisen (Windungsspalte). Mithin wird das beabsichtigte Überströmen zwischen den Volumina auch bei gestauchtem Federelement zuverlässig gewährleistet. Das Federelement umgibt hierbei bevorzugt den Ringkörper (welcher das Federelement dabei vorteilhaft zentrieren kann).
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, welche wenigstens ein wie vorstehend erläutertes Abblaseventil aufweist. Ein solches kann hierbei vorzugsweise am Abgasstrang angeordnet sein, insbesondere in weiterer Verbindung mit einer Ladeluftleitung.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in verschiedener Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 exemplarisch und schematisch im Teilschnitt ein Abblaseventil gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
- 2 exemplarisch und schematisch im Teilschnitt ein Abblaseventil gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
- 3 exemplarisch und schematisch im Teilschnitt ein Abblaseventil gemäß einer weiteren, von der Erfindung nicht mitumfassten Ausführungsform.
- 4 exemplarisch und schematisch eine Detailansicht eines Abblaseventils gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
- 5 exemplarisch und schematisch eine Anordnung von Überströmvertiefungen im Deckelelement eines Abblaseventils gemäß 4.
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In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.
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1 zeigt ein Abblaseventil 1 für eine Brennkraftmaschine zum Abblasen eines Gasstroms in eine oder aus einer Heißgasleitung 3, wobei das Abblaseventil 1 einen ersten Anschluss 5 bzw. Verbindungskanal für die Heißgasleitung 3 aufweist und einen zweiten Anschluss 7 bzw. Verbindungskanal für eine weitere gasstromführende Leitung, z.B. eine Ladeluftleitung 9 (die Leitungen 3, 9 sind nicht explizit veranschaulicht). Die Anschlüsse 5, 7 sind in einem Ventilgehäuse 11 gebildet, welches wie gezeigt z.B. mehrteilig sein kann. In der gezeigten Offenstellung eines Abblaseventil-Ventilglieds 13, vorliegend mit einem Ventilkörper 15 in Form eines Ventiltellers gebildet, kommunizieren die Anschlüsse 5, 7 über einen Durchgangskanal 17 bzw. einen Ventilraum (durch welchen hindurch sich das Ventilglied 13 axial erstreckt), d.h. ein Überströmen von Gas im Rahmen eines Abblasens von einem 5 bzw. 7 hin zum anderen Anschluss 7 bzw. 5 wird ermöglicht.
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Das Ventilglied 13 weist neben dem Ventilkörper 15 weiterhin einen stangenförmigen Abschnitt 19 auf, d.h. eine Ventilstange. An einem ventilsitzseitigen Ende wirkt der Ventilkörper 15 gegen einen Ventilsitz 21 des Abblaseventils 1, d.h. um in Abhängigkeit einer gesteuerten Hubstellung des Ventilglieds 13 die Kommunikation über die Anschlüsse 5, 7 selektiv zu ermöglichen oder zu unterbinden. Über das Ventilglied 13 ist insoweit eine Ventilmündung bzw. Ventilöffnung des Abblaseventils 1, vorliegend am Anschluss 5, selektiv öffen- oder versperrbar.
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Für die Steuerung des Abblaseventil-Ventilglieds 13 umfasst das Abblaseventil 1 weiterhin eine hydraulische Betätigungseinrichtung 23 mit einem axial hubverschieblichen (Trenn-)Kolben 25 und einem Steuerzylinder 27. Die Betätigungseinrichtung 23 ist um einen ventilsitzfernen bzw. ventilmündungsfernen Endabschnitt des Ventilglieds 13 herum angeordnet, das heißt mittels eines Gehäuseteils und einem deckelnden Element 29 gebildet.
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Im Rahmen der Betätigungseinrichtung 23, welche als Kolbensteuervorrichtung ausgebildet ist, teilt der scheibenförmige Trennkolben 25 zwei Steuerkammern 31, 33 im Steuerzylinder 27 ab, das heißt eine ventilmündungsfernere 31 und eine ventilmündungsnähere 33 Steuerkammer bzw. Zylinderkammer. An eine jeweilige Steuerkammer 31, 33 ist hierbei eine Steuerfluid- bzw. Hydraulikleitung 35 bzw. 37 geführt, um zur Einstellung vorbestimmter Druckniveaus Steuerfluid an die jeweilige Steuerkammer 31, 33 bedarfsgerecht zu versorgen. Wird hierbei die ventilmündungsnähere Steuerkammer 33 hydraulisch belastet, gleichzeitig die ventilmündungsfernere Steuerkammer 31 hydraulisch entlastet, kann der Trennkolben 25, welcher mit dem Endabschnitt des Ventilglieds 13 fest verbunden ist, in Richtung hin zum ventilmündungsfernen Ende des Abblaseventils 1 hubgesteuert werden, das Ventilglied 13 insoweit in die gezeigte Offenstellung (der Maximalhubhöhe h). Mit Umkehr der Druckverhältnisse, das heißt hydraulischer Entlastung der ventilmündungsnäheren Steuerkammer 33 bei hydraulischer Belastung der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31, kann der Trennkolben 25, mithin das Ventilglied 13, in Richtung hin zum ventilmündungsnäheren Ende des Abblaseventils 1 hubgesteuert werden, das Ventilglied 13 insoweit in Schließstellung. Unterstützt wird ein jeweiliger Schließvorgang durch ein Federelement 39 in der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31, d.h. eine Schraubendruckfeder, welche einenends gegen den Zylinderdeckel 29 und andernends gegen den Trennkolben 25 abgestützt ist.
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Geeignet druckbeaufschlagtes Steuerfluid wird seitens einer Drucksteuerung bzw. Flußsteuerung 41 des Abblaseventils 1 versorgt, welche hierbei im Wirkverbund mit der Betätigungsvorrichtung 23 arbeitet bzw. auch Teil derselben sein kann. Die Drucksteuerung 41 ist weiterhin an ein Kühlaggregat anschließbar (nicht dargestellt). Über ein angeschlossenes Kühlaggregat kann dem Steuerfluid der Betätigungsvorrichtung 23 Wärme entzogen werden. Angemerkt sei noch, dass das Ventilglied 13 zwischen der ventilmündungsnäheren Steuerkammer 33 und dem Durchgangskanal 17 über einen längsmittleren Abschnitt geführt ist, das heißt an einer axialen Durchgangsöffnung 45 bzw. Führung(sbohrung) im Gehäuse 11.
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Um wie beabsichtigt einen Kühlkreislauf etablieren zu können, welcher von einer Steuerleitung 35 bzw. 37 zur anderen Steuerleitung 37 bzw. 35 über die Steuerkammern 31, 33 führt, verbindet eine durch den Trennkolben 25 (axial) hindurch geführte Strömungsverbindung 47 bzw. ein Kühlkanal die Steuerkammern 31, 33 kommunizierend. Realisiert ist die Strömungsverbindung 47 mittels einer Mehrzahl von Bohrungen im Trennkolben 25, insbesondere Drosselbohrungen, für eine homogene Überströmung vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichbeabstandet. Zur randseitigen Abdichtung gegen die Zylinderwand weist der Trennkolben 25 eine Dichtung 49 auf.
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Wie 1 zeigt, ist auf Seiten der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31, insbesondere innerhalb derselben, ein Ringkörper 51 am Trennkolben 25 um einen Ventilglied-Befestigungsabschnitt 53 herum mit (radialem) Abstand zu diesem angeordnet, insbesondere konzentrisch zu dem Ventilglied-Befestigungsabschnitt 53 orientiert, wobei der Ringkörper 51 in der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 insoweit ein ringkörperinneres (Hohl-)Volumen 55 und ein ringkörperäußeres (Hohl-)Volumen 57 abteilt. In analoger Weise ist auf Seiten der ventilmündungsnäheren Steuerkammer 33, insbesondere wiederum innerhalb derselben, ebenfalls ein Ringkörper, i.e. ein zweiter bzw. weiterer Ringkörper 59, am Trennkolben 25 angeordnet, wiederum mit Radialspalt zu einem umfangenen Ventilgliedabschnitt. Auch dieser weitere Ringkörper 59 teilt insoweit ein ringkörperinneres (Hohl-)Volumen 61 und ein ringkörperäußeres (Hohl-)Volumen 63 ab, d.h. hierbei in der ventilmündungsnäheren Steuerkammer 33.
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Gebildet sind die jeweiligen Ringkörper 51, 59 mittels je einer Hülse bzw. einem Rohr, welches auf Befestigungsseite einen Bodenbereich 65 mit zentraler Durchgangsöffnung ausbildet, das heißt zur einfachen Verschraubbarkeit mit dem Trennkolben 25 im Rahmen der VentilgliedBefestigung an demselben. Im Rahmen der Befestigungsanordnung am Ventilglied-Befestigungsabschnitt 53 ist hierbei der weitere Ringkörper 59 auf einer Stufenfläche des Ventilglieds 13 abgestützt, der Trennkolben 25 weiterhin auf dem weiteren Ringkörper 59 und der Ringkörper 51 wiederum am Trennkolben 25 abgestützt. Ein endseitiger Gewindeabschnitt des Ventilglieds 13 bzw. des Ventilglied-Befestigungsabschnitts 53 samt daran angeordneter Mutter 67 fixiert die Anordnung.
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Weiterhin sind in einem jeweiligen Bodenbereich 65 der Ringkörper 51, 59 je mehrere Bohrungen bzw. Durchgangsöffnungen (axial) 69 gebildet, welche Teil der Strömungsverbindung 47 bzw. des Kühlkanals zwischen den Steuerkammern 31, 33 sind. Zur Homogenisierung der Überströmung zwischen den Steuerkammern 31, 33 sind diese Durchgangsöffnungen 69 eines jeweiligen Ringkörpers 51, 59 ferner über einen Ringkanal 71 im Boden 65 des jeweiligen Ringkörpers 51, 59 strömungsmäßig verbunden.
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Im Rahmen der aufgezeigten Ausgestaltung ermöglicht das Abblaseventil 1 einen Kühlstrom auszubilden, welcher seitens einer der Steuerkammern 31, 33 über ein ringkörperinneres 55 bzw. 61 Volumen des darin aufgenommenen Ringkörpers 51 bzw. 59 sowie über die Strömungsverbindung 47 durch den Trennkolben 25 in das ringkörperinnere Volumen 61 bzw. 55 des jeweils anderen Ringkörpers 59 bzw. 51 geführt ist, insbesondere von der ventilmündungsnäheren Steuerkammer 33 in das ringkörperinnere Volumen 55 des Ringkörpers 51 der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31. Hierbei wird Steuerfluid bzw. Kühlmittel vorteilhaft nahe am Endabschnitt des Ventilglieds 13 vorbeigeführt, so dass dort eine maximierte Entwärmung über einen entsprechenden Kühlstrom wirksam erzielbar ist.
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Das Abblaseventil 1 ist ferner eingerichtet, bei einem Öffnungshub des Abblaseventil-Ventilglieds 13 den damit einhergehenden Hub des Trennkolbens 25 mittels eines Anschlagelements 73 auf Seiten der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 begrenzen zu können. Hierbei sieht die in 1 veranschaulichte Ausgestaltung ein Anschlagelement 73 vor, welches unmittelbar durch den Ringkörper 51 in der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 gebildet wird, das heißt durch eine ventilmündungsferne Stirnfläche desselben (welche zur Hubbegrenzung gegen eine ventilmündungsferne Stirnwand der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 gelangt).
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Das derart ausgestaltete Abblaseventil 1 ist hierbei eingerichtet, eine Fluidkommunikation (Strömungsverbindung) des ringkörperinneren Volumens 55 mit dem ringkörperäußeren Volumen 57 - in der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 - bei einer via das Anschlagelement 73 hubbegrenzten Stellung - wie diese in 1 veranschaulicht ist - des Trennkolbens 25 aufrecht zu erhalten. Somit kann ein über die Steuer(fluid)leitungen 35, 37 und die Steuerkammern 31, 33 geführter Kühlstrom auch in der hubbegrenzten Stellung aufrechterhalten werden bzw. ungehindert zirkulieren.
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Zur Bereitstellung diese Funktionalität ist das in 1 veranschaulichte Abblaseventil 1 so eingerichtet, dass der Ringkörper 51 der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 wenigstens eine Durchgangsöffnung bzw. Überströmöffnung 75 in seiner Umfangswandung aufweist, insbesondere am ventilmündungsfernen Endabschnitt der Umfangs- bzw. Ringwandung. Diese wenigstens eine Öffnung 75 ist vorteilhaft einfach als Nut gebildet. Obwohl nicht explizit dargestellt, kann hierbei vorgesehen sein, eine Mehrzahl derartiger Überströmöffnungen 75 am Ringkörper 51 zu bilden, insbesondere über dessen Umfang verteilt. Beachtlich ist hierbei, dass das Schraubenfederelement 39 um den Ringkörper 51 - welches weiterhin durch den Ringkörper 51 auch zentriert wird - in der bei hubbegrenztem Öffnungshub komprimierten Stellung eine Durchströmung nicht verunmöglicht, insoweit das Federelement 39 so gewählt ist, dass in diesem Zustand eine lichte Weite zwischen den Windungen verbleibt.
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Bei dem Abblaseventil 1 nach 1 kann im Betrieb des Abblaseventils 1 somit ein permanenter Kühlstrom ausgebildet werden, welcher die Kommunikation der Steuerleitungen 35, 37 über die Überströmöffnung 75 des Ringkörpers 51 auch bei Hubbegrenzung aufrechterhält.
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2 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Abblaseventils 1 analog zu jenem nach 1, wobei im Unterschied zur vorher erörterten Ausführungsform eine Durchgangsöffnung 75 im Ringkörper 51 der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 gebildet ist, welche sich als Bohrung am ventilmündungsfernen Endabschnitt des Ringkörpers 51 radial durch dessen Umfangswandung erstreckt. Auch hierbei können eine Mehrzahl solcher Bohrungen über den Umfang des Ringkörpers 51 verteilt vorgesehen sein. Daneben ist auch die Kombination mit Nuten gemäß der Ausgestaltung nach 1 denkbar.
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3 veranschaulicht nunmehr ein Abblaseventil 1 gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung, welches so eingerichtet ist, dass zur Aufrechterhaltung der Fluidkommunikation in der hubbegrenzten Stellung ein Spalt 77 zwischen dem Ringkörper 51 und der ventilmündungsfernen Stirnwand der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 verbleibt. Insoweit ist die Höhe des Ringkörpers 51 geringer als eine axiale Abmessung der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 im Hubbegrenzungsfall bei einem Öffnungshub. Eine eigens gefertigte Überströmöffnung 75 in der Umfangswandung des Ringkörpers 51 ist hierbei vorteilhaft entbehrlich.
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Weiterhin im Unterschied zu den vorhergehenden Ausgestaltungen ist hierbei auch vorgesehen, dass der Ventilglied-Befestigungsabschnitt 53 das Anschlagelement 73 bildet, zum Beispiel ein Gewindeabschnitt des Ventilglieds 13 oder alternativ zum Beispiel eine Schraube, welche in das Ventilglied 13 geschraubt ist.
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4 zeigt nunmehr in abgebrochener Ansicht eine Ausgestaltung des Abblaseventils 1, bei welcher die Stirnwandung der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 (gebildet durch das deckelnde Element 29) eine Anzahl an Vertiefungen 79 aufweist, um das Überströmen zwischen dem ringkörperinneren 55 und dem ringkörperäußeren 57 Volumen im Hubbegrenzungsfall (bei einem Öffnungshub) zu ermöglichen. Analog zu 1 sieht diese Ausgestaltung hierbei vor, dass der Ringkörper 51 das Anschlagelement 73 in der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 bildet, wobei dessen ventilmündungsferne Stirnfläche zur Hubbegrenzung gegen die ventilmündungsferne Stirnwand der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 gelangen kann.
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5 veranschaulicht weiterhin exemplarisch eine Anordnung der Vertiefungen 79 bei einer Ausgestaltung des Abblaseventils 1 nach 4, wobei die Vertiefungen 79 z.B. diskret und von einander beabstandet gebildet sind. Hierdurch wird bei Anlage des Ringkörpers einerseits eine Abstützung an Materialstegen zwischen den Vertiefungen 79 ermöglicht und andererseits ein über den Umfang des Ringkörpers homogenes Überströmen, wozu die Vertiefungen auch zueinander gleichbeabstandet sind. Es können z.B. 3 bis 10 Vertiefungen vorgesehen werden, vorliegend z.B. 6 Vertiefungen 79. Eine jeweilige Vertiefung 79 ist hierbei so breit bemessen und angeordnet, dass die Ringwandung des Ringkörpers 51 die jeweiligen in das ringkörperinnere und das ringkörperäußere Volumen mündenden Öffnungsenden 79a, b der Vertiefungen 79 nicht überlappt bzw. deckelt (bei Anlage an der Stirnwand).
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Mit einem wie vorstehend anhand der 1 bis 5 erläuterten Abblaseventil 1 ist vorgesehen, dass der weitere Ringkörper 59 in der ventilmündungsnäheren Steuerkammer 33 ebenfalls zu einer Aufrechterhaltung eines Kühlstroms analog zu der wie vor für den Ringkörper 51 der ventilmündungsferneren Steuerkammer 31 geschilderten Weise ausgestaltet ist. So kann auch der weitere, ventilsitznähere Ringkörper 59 zum Beispiel gegenüber der Schließhubabmessung der ventilmündungsnäheren Steuerkammer 33 verkürzt sein (von der Erfindung nicht mitumfasst) oder wenigstens eine Überströmöffnung 81 in der Umfangswandung aufweisen, insbesondere an einem ventilmündungsnäheren Endabschnitt. Alternativ oder zusätzlich können auch hier Vertiefungen vorgesehen sein, welche solch ein Überströmen zwischen dem (in der ventilmündungsnäheren Steuerkammer 33 abgeteilten) ringkörperinneren 61 und dem (in der ventilmündungsnäheren Steuerkammer 33 abgeteilten) ringkörperäußeren 63 Volumen in der ventimündungsnäheren Steuerkammer 33 ermöglichen, insbesondere gebildet in einer ventilmündungsseitigen Stirnwand der ventilmündungsnäheren Steuerkammer 33. Bei solchen Ausgestaltungen des Abblaseventils 1 kann insbesondere auch dem weiteren Ringkörper 59 die Funktion eines Anschlageelements zur Hubbegrenzung zukommen, d.h. zu einer Schließhubbegrenzung.
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Mit der Erfindung kann vorteilhaft eine permanente Medienspülung erzielt, mithin Ablagerungen vermieden werden. Des Weiteren wird Wärmestau in den Steuerleitungen 35, 37 vermieden. Das Ventil 1 wird zu einem sanfteren Schließen befähigt, da die verbesserte Wärmeabfuhr den Einfluss auf die Viskosität des Hydrauliköls verringert. In der Summe ergibt sich weiterhin eine verbesserte Dauerhaltbarkeit bei kostengünstiger Lösung einhergehend auch mit der Möglichkeit der einfachen Nachrüstbarkeit.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abblaseventil
- 3
- Heißgasleitung
- 5
- erster Anschluss
- 7
- zweiter Anschluss
- 9
- Ladeluftleitung
- 11
- Ventilgehäuse
- 13
- Abblaseventil-Ventilglied
- 15
- Ventilkörper
- 17
- Durchgangskanal
- 19
- Ventilstange
- 21
- Ventilsitz
- 23
- hydraulische Betätigungseinrichtung
- 25
- Trennkolben
- 27
- Steuerzylinder
- 29
- deckelndes Element
- 31
- ventilsitzfernere Steuerkammer
- 33
- ventilsitznähere Steuerkammer
- 35
- Steuerleitung
- 37
- Steuerleitung
- 39
- Federelement
- 41
- Drucksteuerung
- 45
- Führung (inkl. Abdichtung)
- 47
- Strömungsverbindung (Kühlkanal)
- 49
- Dichtung
- 51
- Ringkörper
- 53
- Ventilglied-Befestigungsabschnitt
- 55
- ringkörperinneres Volumen
- 57
- ringkörperäußeres Volumen
- 59
- weiterer Ringkörper
- 61
- ringkörperinneres Volumen des weiteren Ringkörpers
- 63
- ringkörperäußeres Volumen des weiteren Ringkörpers
- 65
- Bodenbereich
- 67
- Mutter
- 69
- Durchgangsöffnung
- 71
- Ringkanal
- 73
- Anschlagelement
- 75
- Überströmöffnung
- 77
- Spalt
- 79
- Vertiefung
- 79a, b
- Öffnungsenden
- 81
- Überströmöffnung
- h
- Hubhöhe (Öffnungshub)
