DE69802406T2

DE69802406T2 - Integrierte brennkraftmaschinenansaugssammelleitung mit einem entlüftungsventil für brennstoffdampf und ein abgasrückführventil

Info

Publication number: DE69802406T2
Application number: DE69802406T
Authority: DE
Inventors: W. Balsdon; F. Busato; E. Cook
Original assignee: Siemens Canada Ltd
Current assignee: Siemens Canada Ltd
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1998-07-06
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: WO1999002847A1; US6152115A; EP0995029B1; EP0995029A1; KR100364612B1; KR20010021564A; DE69802406D1; AU8202598A

Description

Diese Erfindung betrifft die Integration von Emissionssteuerventilen und Einlaßkrümmern von Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen.
Die gesteuerte Motorabgasrückführung ist eine bekannte Technik zum Verringern der Stickoxide in Verbrennungsprodukten, die von einer Brennkraftmaschine zur Atmosphäre abgegeben werden. Ein bekanntes EGR (Abgasrückführungs)-System besitzt ein EGR-Ventil, das in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschinen gesteuert wird, um die Menge des Abgases der Brennkraftmaschinen zu regeln, die zum angesaugten Kraftstoff-Luft-Strom zurückgeführt wird, der in die Brennkraftmaschine zur Verbrennung eindringt, um auf diese Weise die Verbrennungstemperatur zu begrenzen und somit die Bildung von Stickoxiden zu verringern.
Es ist bekannt, EGR-Ventile an Einlaßkrümmern der Brennkraftmaschinen zu montieren, wo die Ventile einer rauhen Betriebsumgebung ausgesetzt sind, die große Temperaturextreme und Vibrationen umfaßt. Die durch die gesetzlichen Regelungen in bezug auf die Emission von Abgasen gestellten strengen Anforderungen haben einen Bedarf nach einer verbesserten Steuerung von derartigen Ventilen erzeugt. Die Verwendung einer elektrischen Betätigungseinheit ist ein Mittel, um eine verbesserte Steuerung zu erzielen. Um einen geschäftlichen Erfolg darzustellen, muß jedoch eine derartige Betätigungseinheit in der Lage sein, in solchen extremen Umgebungen über eine sehr lange Betriebsdauer richtig zu funktionieren. Darüber hinaus können bei der Massenproduktion von Kraftfahrzeugen die Kosten-Nutzen-Relation und die Größe von Komponenten wesentliche Überlegungen darstellen. Ein EGR-Ventil, das ein genaueres und rascheres Ansprechverhalten besitzt, kann von Vorteil sein, das eine verbesserte Steuerung der Endrohremissionen, ein verbessertes Fahrverhalten und/oder einen verbesserten Kraftstoffverbrauch für ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, die mit einem EGR-System ausgerüstet ist, ermöglicht. Ein Ventil, das eine kompaktere Größe besitzt, kann aufgrund von Beschränkungen des im Motorabteil eines Fahrzeuges zur Verfügung stehenden Raums von Vorteil sein. Es sollte ferner möglich sein, durch eine weitere Integration von EGR-Ventilen und Einlaßkrümmern weitere Kosteneinsparungen und Vorteile zu erzielen.
Auch in bezug auf die Kohlenwasserstoffemissionen von Kraftfahrzeugen bestehen strenge gesetzliche Vorschriften. Es ist bekannt, Kraftstoffspeichersysteme eines Fahrzeuges mit einem Dampfsammelsystem zu versehen. Verflüchtigter Kraftstoff von einem Kraftstofftank wird zeitweise in einem Dampfsammelbehälter gespeichert. Zu bestimmten Zeitpunkten werden die gesammelten Kraftstoffdämpfe über ein Behälterentleerungsventil über den Einlaßkrümmer des Motors entleert. Dort werden die Dämpfe zusammen mit dem verbrennbaren Gemisch in den Motor geführt, in dem sie verbrannt werden. Eine genaue Steuerung des Entleerungsstromes ist wichtig, um entsprechenden Regulierungen gerecht zu werden und einen korrekten Betrieb des Motors zu erreichen. Es ist daher ebenfalls bekannt, druckkompensierte, elektrisch gesteuerte Behälterentleerungsventile zu verwenden. Es wird davon ausgegangen, daß durch die Integration eines Behälterentleerungsventils und eines Motoreinlaßkrümmers bestimmte Kosteneinsparungen und Vorteile erreicht werden können.
Die WO-A-96 16263 beschreibt eine an einem Einlaßkrümmer einer Brennkraftmaschine montierte Ventilanordnung. Die Ventilanordnung umfaßt ein Gehäuse, einen Einlaß, einen Auslaß und ein elektrisch betätigtes Ventilelement, das bei Betätigung einen erforderlichen Weg zwischen dem Einlaß und dem Auslaß öffnet. Der Auslaß ist so montiert, daß er direkt in den Einlaßkrümmer mündet, während der restliche Teil der Ventilanordnung extern vom Einlaßkrümmer angeordnet ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Einlaßkrümmer für eine Brennkraftmaschine geschaffen, der umfaßt: Eine Wand, die einen Innenraum des Einlaßkrümmers von einem Außenraum trennt, ein Entleerungsventil zum Entleeren von Kraftstoffdämpfen aus einem Dampfemissionsraum eines Kraftstoffspeichersystems, wobei das Entleerungsventil ein Entleerungsventilgehäuse mit einer Entleerungseinlaßöffnung zur Aufnahme von Kraftstoffdämpfen vom Dampfemissionsraum und eine Entleerungsauslaßöffnung zur Abgabe der Kraftstoffdämpfe in den Innenraum des Krümmers aufweist, eine Entleerungsventilmontageeinrichtung zur Montage des Entleerungsventilgehäuses an der Wand außerhalb des Krümmerinnenraumes und zur Anordnung der Entleerungsauslaßöffnung in Verbindung mit dem Krümmerinnenraum, ein EGR- Ventil zum Rückführen der Abgase der Brennkraftmaschine, das ein EGR-Gehäuse, eine EGR-Einlaßöffnung zur Aufnahme von Motorabgasen und eine EGR-Auslaßöffnung zur Abgabe der Motorabgase an den Krümmerinnenraum aufweist, und eine EGR-Ventilmontageeinrichtung zum Montieren des EGR-Ventilgehäuses derart an der Wand, daß die EGR-Auslaßöffnung mit dem Krümmerinnenraum in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsventilauslaßöffnung einen Nippel aufweist und daß die Wand eine Öffnung besitzt, durch die sich der Nippel erstreckt, um die Entleerungsventilauslaßöffnung mit dem Krümmerinnenraum zu verbinden.
In vorteilhafter Weise umfaßt die Entleerungsventilmontageeinrichtung ein Dichtungselement zum Abdichten des Nippels innerhalb der Öffnung.
Vorzugsweise besitzt die Wand gegenüberliegende Wandabschnitte, die entsprechende erste und zweite Öffnungen enthalten, und umfaßt die EGR-Montageeinrichtung einen ersten Montageabschnitt zur Montage des EGR-Ventilgehäuses in der ersten Öffnung, um diese zu verschließen, einen zweiten Montageabschnitt mit einem Rohr zum Fördern der Abgase zur EGR-Ventileinlaßöffnung und eine Umgebungswand zur Ausbildung eines Verschlusses für die zweite Öffnung, wobei die Umgebungswand mit dem Rohr zusammenwirkt, um einen Ringraum zu bilden, der das Rohr umgibt und sich mindestens bis zum Rand der zweiten Öffnung erstreckt.
Die EGR-Auslaßöffnung kann im Krümmerinnenraum angeordnet sein, während die EGR-Einlaßöffnung außerhalb des Krümmerraumes angeordnet sein kann.
Es wird bevorzugt, daß die Wand ein Kunststoffmaterial aufweist.
Die vorstehend aufgezeigten Merkmale und andere Merkmale zusammen mit verschiedenartigen Vorteilen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den nachfolgenden Patentansprüche hervor, die von Zeichnungen begleitet werden. Diese Zeichnungen, die zur vorliegenden Offenbarung gehören und einen Teil dieser Beschreibung bilden, zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gemäß der gegenwärtig besten Art und Weise zur Ausführung der Erfindung. Es zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung eines integrierten Einlaßkrümmer- Motoremissionssteuersystems mit zwei Emissionssteuerventilen gemäß den Prinzipien der Erfindung;
Fig. 1A eine Schnittansicht durch einen Abschnitt eines Motoreinlaßkrümmers, der ein integriertes Einlaßkrümmer-Motoremissionssteuersystem gemäß Fig. 1 enthält;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein erstes Emissionssteuerventil der Fig. 1 in einem größeren Maßstab in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1A;
Fig. 2A eine Gesamtansicht in Richtung der Pfeile 2A-2A in Fig. 2;
Fig. 2B eine vergrößerte Teilansicht eines Abschnittes der Fig. 1A;
Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht eines Abschnittes der Fig. 2;
Fig. 4 einen Teilquerschnitt in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 einen Teilquerschnitt in Richtung der Pfeile 5-5 in Fig. 3;
Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, die jedoch eine andere Ausführungsform zeigt;
Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht eines Abschnittes der Fig. 6;
Fig. 8 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, die jedoch eine andere Ausführungsform zeigt;
Fig. 9 eine modifizierte Ausführungsform des Emissionssteuerventils der Fig. 2 und dessen Montage an einen Krümmer;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des Ventils der Fig. 9 in einem gegenüber Fig. 9 verringerten Maßstab;
Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht, hauptsächlich im Schnitt, einer elektromagnetischen Betätigungseinheit des zweiten Emissionssteuerventils der Fig. 1A;
Fig. 12 eine Draufsicht auf einen der Teile der Betätigungseinheit der Fig. 11 im vergrößerten Maßstab, nämlich einen Anker;
Fig. 13 einen Schnitt in Richtung der Pfeile 13-13 in Fig. 12;
Fig. 14 eine vergrößerte Schnittansicht eines weiteren Teiles der Betätigungseinheit der Fig. 11 in einem geringfügig vergrößerten Maßstab, nämlich eines unteren Polstücks;
Fig. 15 eine modifizierte Ausführungsform des zweiten Ventils der Fig. 1A und dessen Montage an einem Krümmer;
Fig. 16 eine modifizierte Ausführungsform des zweiten Ventils der Fig. 1A und dessen Montage an einem Krümmer;
Fig. 17 eine modifizierte Ausführungsform des zweiten Ventils der Fig. 1A und dessen Montage an einem Krümmer;
Fig. 18 eine modifizierte Ausführungsform des zweiten Ventils der Fig. 1A und dessen Montage an einem Krümmer;
Fig. 19 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles 19 in Fig. 18; und
Fig. 20 eine Teilschnittansicht in Richtung der Pfeile 20-20 in Fig. 19.

I.) Beschreibung eines integrierten Motoreinlaßkrümmers mit einem Kraftstoffdampfentleerungsventil und einem Abgasrückführventil unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 1 A.

Fig. 1 zeigt zwei Emissionssteuersysteme eines durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeuges. Bei dem ersten System handelt es sich um ein Dampfemissionssteuersystem 2, während es sich bei dem zweiten System um ein Motorabgasrückführungssystem 8 handelt.
Das System 10 umfaßt einen Dampfsammelbehälter (Aktivkohlebehälter) 12 und ein elektrisch betätigtes Kraftstoffdampfentleerungsventil 14, das in Reihe zwischen einem Kraftstofftank 16 und einen Einlaßkrümmer 18 einer Brennkraftmaschine 20 geschaltet ist. Ein Motormanagementcomputer 22, der diverse Eingangssignale empfängt, einschließlich diverser Motorbetriebsparametersignale, gibt ein Entleerungssteuerausgangssignal zur Betätigung des Ventils 14 ab, indem er bestimmte Eingangssignale in Abhängigkeit von bestimmten Programmalgorithmen verarbeitet.
Das System 8 umfaßt ein elektrisch betätigtes Abgasrückführungs(EEGR)ventil 9, das zwischen einen Punkt im Motorabgassystem und den Einlaßkrümmer 18 geschaltet ist. Der Motormanagementcomputer 22 gibt das EGR-Steuerausgangssignal zur Betätigung des Ventils 9 ab, indem er bestimmte Eingangssignale in Abhängigkeit von bestimmten Programrnalgorithmen verarbeitet. Fig. 1 zeigt in schematischer Weise beide Ventile 9 und 14 vom Einlaßkrümmer 18 getrennt, obwohl sie tatsächlich am Einlaßkrümmer montiert sind, wie in Fig. 1A gezeigt.
Fig. 1A ist eine Schnittansicht eines Abschnittes des Motoreinlaßkrümmers 18', um sowohl das Entleerungsventil 14a als auch das EEGR-Ventil 9' zu zeigen, die am Einlaßkrümmer 18' montiert sind. Der Einlaßkrümmer 18' ist aus einem geeigneten Kunststoffmaterial (Polymer) hergestellt, das eine Wandkonstruktion MW zur Verfügung stellt, die einen Krümmerinnenraum MS zur Verteilung des angesaugten Stromes, der in den Krümmer eingedrungen ist, auf die Motorzylinder enthält. Der eindringende angesaugte Strom kann ein Luftstrom sein, der einen Drosselkörper passiert hat, und am Einlaßkrümmer können ferner elektrisch betätigte Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (nicht gezeigt) in der Nähe des Einlaßventilmechanismus eines jeden Motorzylinders montiert sein, um eine brennbare Kraftstoff-Luft-Charge für jeden Zylinder zu erzeugen, wenn der entsprechende Einlaßventilmechanismus den Zylinder öffnet. Wenn das Entleerungsventil 14a offen ist, zieht der durch den Betrieb des Motors im Krümmerraum MS erzeugte Unterdruck Kraftstoffdämpfe von einem Dampfemissionsraum, der den Behälter 12 umfaßt, in den Krümmerraum MS, so daß diese mit dem Ansaugstrom mitgerissen und als Teil der brennbaren Charge in die Motorzylinder eingeführt werden. Wenn das EEGR-Ventil 9 offen ist, zieht die Druckdifferenz zwischen dem Unterdruck im Krümmerraum MS und dem Motorabgassystem Motorabgase vom Motoabgassystem in den Krümmerraum MS, um die Kraftstoff-Luft-Chargen, die in den Motorzylinder eindringen, zu dotieren.

II) Detaillierte Beschreibung des Kraftstoffdampfentleerungsventils und der Montageeinrichtung der Fig. 1 und 1A unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 2A, 2B und 3-10.

Einzelheiten des Entleerungsventils 14a sind in den Fig. 2, 2A, 2B und 3-5 gezeigt. Das Ventil 14a besitzt ein Gehäuseteil 24 mit einer Einlaßöffnung 25 und eine Auslaßöffnung 26, wobei letztere die Konstruktion 28 eines Schalltrichters hat. Das Gehäuseteil 24 ist aus einem geeigneten kraftstofftoleranten Material hergestellt, beispielsweise durch Spritzgießen, und besitzt die beiden Öffnungen, die als entsprechende Nippel 25', 26' ausgebildet sind. Am inneren Ende des Nippels 26', der das Auslaßteil 26 bildet, umschreibt eine ringförmige Sitzfläche 29 einen inneren Hauptsfrömungskanal, der sich zwischen den beiden Öffnungen erstreckt. Das Ventil 14a umfaßt des weiteren eine Solenoideinheit 30, die in einer Überform 32 untergebracht ist. Eine Verbindung 34 verbindet die Überform 32 mit dem Gehäuseteil 24, so daß beide das Gehäuse des Ventils 14a bilden.
Die Solenoideinheit 30 umfaßt einen Spulenkörper 38, um dessen zentralen Rohrkern 40 herum eine elektromagnetische Wicklung 42 angeordnet ist. Mit 44 ist die imaginäre Längsachse des Ventils 14a bezeichnet, zu der der Kern 40 und die Auslaßöffnung 26 koaxial sind. Der Kern 40 besitzt ein kreiszylindrisches Durchgangsloch 46, das an gegenüberliegenden axialen Enden durch entsprechende radial gerichtete ringförmige Endwände 48, 50 des Spulenkörpers 38 offen ist. Die Enden des magnetischen Drahtes, der die Wicklung 42 bildet, sind an entsprechende elektrische Klemmen 52, 54 angeschlossen, deren poximale Enden an der Wand 48 montiert sind. Die distalen Enden dieser Klemmen stehen radial vor und erstrecken sich durch die Überform 32, wo sie seitlich von einer Umfassung 56 begrenzt werden, die einstückig mit der Überform ausgebildet ist, so daß das Ventil mit einem elektrischen Anschluß versehen ist, um eine Verbindung mit einem komplementär ausgebildeten Anschluß (nicht gezeigt) herzustellen, der zum Managementcomputer führt.
Die Solenoideinheit 30 umfaßt des weiteren einen Magnetkreis zum Konzentrieren des von der Spule 40 erzeugten Magnetflusses, wenn elektrischer Strom über die Klemmen 52, 54 der Spule zugeführt wird. Dieser Magnetkreis umfaßt einen Anker 58 und eine mehrteilige Statorkonstruktion, die die Statorteile 60, 62 und 64 aufweist.
Bei dem Statorteil 60 handelt es sich um ein allgemein zylindrisches Polstück, das an einem Ende der Solenoideinheit koaxial zur Achse 44 angeordnet ist. Das Statorteil 62 ist ein anderes Polstück, das am gegenüberliegende Ende der Solenoideinheit koaxial zur Achse 44 angeordnet ist. Das Statorteil 64 ist ein Teil, das den Magnetkreis zwischen den beiden Statorpolstückteilen 60, 62 außerhalb der Wicklung und des Spulenkörpers vervollständigt. Der Magnetkreis umfaßt einen Luftspalt 65 zwischen dem Statorteil 60 und dem Anker 58. Er umfaßt ferner einen Spalt zwischen dem Anker 58 und dem Statorteil 62, der vom Material des Spulenkörpers 38 besetzt ist.
Ein Abschnitt des Statorteiles 64 besitzt eine zylindrische Wand 66, die koaxial zur Achse 44 angeordnet ist und mit dem Kopf 67 des Statorteiles 60 verschraubt ist. Die Überform 32 hört kurz vor der Wand 66 auf und besitzt eine zylindrische Umfassung 32A, um einen externen Zugang zum Statorteil 60 zu ermöglichen. Der Kopf 67 besitzt eine Werkzeugeingriffsfläche 68, die durch die Umfassung 33A für einen Eingriff zugänglich ist und über ein komplementär ausgebildetes Werkzeug (nicht gezeigt) eine Drehung ermöglicht, um die Axialposition des Teiles 60 entlang der Achse 44 einzustellen. Ein Abschnitt eines Schaftes des Teiles 60 erstreckt sich eng durch ein axiales Ende des Durchgangslochs 46. Ein distaler Endabschnitt dieses Schaftes besitzt eine Schulter 70, die zu einem Abschnitt 71 mit reduziertem Durchmesser führt, der in einer sich verjüngenden Spitze 72 endet.
Der Anker 58 hat eine zylindrische Form, die für eine Axialbewegung im Durchgangsloch 46 geeignet ist. Ein axiales Ende des Ankers 58 ist benachbart zur Spitze 72 des Statorteiles 60 gelagert und umfaßt eine nominell ebene Endfläche, in deren mittleren Bereich eine sich verjüngende Vertiefung 74 ausgebildet ist. Diese Vertiefung hat eine Form, die zu der der Spitze 72 komplementär ist. Am Boden der Vertiefung 74 ist ein stoßabsorbierendes Kissen 76, wie ein Elastomer, angeordnet. Alternativ dazu kann das Kissen auch auf der Spitze 72 montiert sein. Das gegenüberliegende axiale Ende des Ankers 58 umfaßt eine nominell ebene Endfläche, deren mittlerer Bereich ein kreisförmiges Sacklock 78 koaxial zur Achse 44 enthält. Ein radialer Abstand ist zwischen dem Anker 58 und der Wand des Durchgangslochs 46 vorhanden, um eine axiale Bewegung des Ankers zu ermöglichen.
Wenn er durch die aus dem Magnetfluß im Magnetkreis resultierende Magnetkraft betätigt wird, bewegt sich der Anker 58 nicht unbedingt allein mit einer axialen Bewegungskomponente. Die Bewegung kann von einer radialen oder lateralen Komponente begleitet werden. Um unerwünschte Folgen, wie Geräusche, die aus einer derartigen lateralen Bewegung resultieren, zu dämpfen, ist extern vom Durchgangsloch 46 ein Stoßabsorptionskissen 80 vorgesehen. Das dargestellte Kissen 80 umfaßt einen Elastomerring, der den Anker umschreibt, jedoch keinen signifikanten Einfluß auf die gewünschte Axialbewegung des Ankers ausübt. Das Kissen 80 ist am Innenrand eines ringförmigen Montagelementes 82 angeordnet, dessen Außenumfang mit der Wand einer Gegenbohrung 84 in der Spulenkörperendwand 50 in Eingriff steht, um die Kissenhaltereinheit an Ort und Stelle zu halten. Alternativ dazu können das Kissen 80 und das Montageteil 82 auch separate Teile sein, die so angeordnet sind, daß letzteres das Kissen an Ort und Stelle hält.
Eine Mehrteilventileinheit 86 ist am Anker 58 montiert. Die Einheit 86 umfaßt einen Ventilkopfteil 88 und ein Dichtungsteil 90. Ein Kraftausgleichsmechanismus 92 ist der Ventileinheit 86 zugeordnet. Der Mechanismus 92 umfaßt eine ringförmig gewundene Membrane 94 und einen Halter 96. Die Ventileinheit und der Kraftausgleichsmechanismus werden über ein Befestigungselement 98 im Montagezustand mit dem Anker 58 gehalten.
Der Kopf 88 ist allgemein zylindrisch, umfaßt jedoch einen radial vorstehenden kreisförmigen Grat 100 in der Mitte zwischen seinen axialen Enden. Die Dichtung 90 umfaßt einen kreisringförmigen Körper 102 mit einer Nut 104 an seinem Innenumfang, die dafür sorgt, daß der Körper 102 am Außenumfang des Kopfes 88 angeordnet wird, wobei der Grat 100 in die Nut 104 eingreift. Eine kegelstumpfförmige Dichtungslippe 106 erstreckt sich von dem Ende des Körpers 102, das zur Sitzfläche 29 weist, radial nach außen und dichtet dieses ab, wenn das Ventil 14a sich in der geschlossenen Position befindet, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist.
Der Kopf 88 umfaßt des weiteren eine äußere Schulter 108 an seinem axialen Ende, das der Dichtungslippe 106 gegenüberliegt. Der Kopf 88 besitzt ferner ein zentrales, axial verlaufendes Durchgangsloch 110. Das Ende des Kopfes 88, das benachbart zur Dichtungslippe 106 angeordnet ist, besitzt eine Reihe von mit Umfangsabstand angeordneten Fingern 111, die vom Durchgangsloch radial einwärts gerichtet sind.
Der Halter 96 hat ebenfalls eine allgemein zylindrische Form und umfaßt ein zentrales Durchgangsloch 112. Die Wand dieses Durchgangslochs ist gerillt und umfaßt in Umfangsrichtung beabstandete, axial verlaufende Rillen. Der Kopf 88 und der Halter 96 sind axial gestapelt. Der Stapel ist über ein Befestigungselement 98, das eine Preßpassung zum Anker 58 aufweist, am Anker 58 befestigt. Das Befestigungselement 98 ist ein hohles Rohr, das einen Kopf 113 und einen Schaft 114 aufweist. Der Kopf 113 ist gegen radial innere Enden von Fingern 111 gelagert, blockiert jedoch nicht den Durchgang durch das Durchgangsloch 110. Der Schaft 114 erstreckt sich durch den Kopf 88 und den Halter 96 in eine Preßpassung mit dem Ankerloch 78 und bewirkt, daß der Halter 96 gegen das Ende des Ankers um das Loch 78 herum stößt. Auf diese Weise wird die Ventileinheit 86 am Anker 58 befestigt, so daß sich beide in axialer Richtung als ein Teil bewegen.
Der Halter 96 besitzt des weiteren einen Flansch 116, der die Schulter 108 des Kopfes 88 radial überlappt. Im montierten Zustand umfangen der Flansch 116 und die Schulter 108 einen Wulst 118 am Innenrand der Membran 94, um den Innenumfang der Membran gegenüber dem Außenumfang der Ventileinheit 86 abzudichten. Der Außenrand der Membran 94 umfaßt einen Wulst 120, der zwischen gegenüberliegenden Flächen der Spulenkörperendwand 50 und einer Innenschulter 122 des Gehäuseteiles 24 eingefangen ist. Die Gegenbohrung 84 und das Element 94 bilden zusammen einen Innenkammerraum 126 als Teil des Kraftausgleichsmechanismus 92.
Eine Vorspannschraubenfeder 130 ist um das distale Ende des Teiles 60 angeordnet, wobei eines ihrer axialen Enden gegen eine Schulter 70 des Teiles 60 und ihr gegenüberliegendes Ende gegen die ebene Endfläche des Ankers 58, die die Vertiefung 74 umgibt, gelagert sind. Wenn kein elektrischer Strom in der Spule 42 fließt, drückt die Feder 130 die Lippe 106 gegen die Sitzflächen 29. Hierdurch wird der Hauptströmungskanal durch das Ventil zwischen der Einlaßöffnung 25 und der Auslaßöffnung 26 geschlossen. Der Druck an der Auslaßöffnung 26 wird jedoch über einen Verbindungskanal, der sich durch die Durchgangslöcher im Kopf 88 und im Halter 96 erstreckt, auf den Kammerraum 126 übertragen. Wenn der Hauptströmungskanal geschlossen ist, kann man erkennen, daß die Spitze 72 geringfügig in die Vertiefung 74 vorsteht und eine geringfügige axiale Überlappung zwischen dem Statorpolstück 60 und dem Anker 58 erzeugt, jedoch im Abstand vom Kissen 76 angeordnet ist.
Durch die Zuführung eines Entleerungssteuersignales zum Ventil 14a fließt ein elektrischer Strom in der Spule 42. Dieser Stromfluß erzeugt einen Magnetfluß, der in dem vorstehend beschriebenen Magnetkreis konzentriert wird. Wenn der Strom ansteigt, wird eine ansteigende Kraft auf den Anker 58 in Richtung einer zunehmenden Verschiebung der Ventileinheit 88 von der Sitzfläche 29 weg aufgebracht. Dieser Kraft wirkt die zunehmende Kompression der Feder 130 entgegen. Das Ausmaß, um das die Ventileinheit 88 von der Sitzfläche 29 weg verschoben wird, ist zum Stromfluß genau korreliert. Wegen des Kraftausgleichs und des Schallflusses ist die Funktionsweise des Ventils im wesentlichen unempfindlich gegenüber unterschiedlichen Unterdrücken im Einlaßkrümmer. Die maximale Verschiebung des Ankers 58 und der Ventileinheit 86 von der Sitzfläche 29 weg wird durch den Anschlag des sich verjüngenden Spitzenendes des Ankers gegen das Kissen 76 festgelegt.
Im Betrieb des Emissionssteuersystems 10 wird der Unterdruck des Einlaßkrümmers durch die Auslaßöffnung 26 übertragen und wirkt auf die vom Sitz der Lippe 106 auf der Sitzfläche 29 umschriebene Fläche ein. Wenn kein Kraftausgleich vorhanden ist, verändert der variierende Einlaßkrümmerunterdruck die zum Öffnen des Ventils 14a erforderliche Kraft und bewirkt daher, daß sich der zum Öffnen des Ventils erforderliche Stromfluß in der Spule 42 verändert. Durch den Kraftausgleich wird der Ventilbetrieb, insbesondere die anfängliche Ventilöffnung, gegenüber variierenden Unterdrücken des Einlaßkrümmers unempfindlich gemacht. Im Ventil 14a wird ein Kraftausgleich durch den vorstehend erwähnten Verbindungskanal durch die Ventileinheit 86 zum Kammerraum 126 erreicht. Indem die wirksame Fläche des beweglichen Wandabschnittes des Kammerraumes, die von der Membran 94 und der Ventileinheit 86 gebildet wird, gleich groß gemacht wird wie die durch den Sitz der Lippe 106 auf der Sitzfläche 29 umschriebene Fläche, wird die Kraft, die einem Abheben der geschlossenen Ventileinheit 86 vom Sitz entgegenwirkt, durch eine in der entgegengesetzten axialen Richtung wirkende gleiche Kraft auf Null gebracht. Daher ist das Ventil 14a mit einer genau definierten und vorhersagbaren Öffnungscharakteristik ausgestattet, die wichtig ist, um eine gewünschte Steuerstrategie zum Entleeren des Behälters zu erreichen. Obwohl sich die Ventileinheit 86 von der Sitzfläche 29 abgehoben hat, werden weiterhin einige Gegenkräfte über den Kraftausgleichsmechanismus auf sie ausgeübt. Allgemein gesagt, die Gegenkraft nimmt entlang einem Gradienten zunehmend ab.
Wenn sich das Ventil einmal über einen anfänglichen Abhebeübergang hinaus geöffnet hat, wird die Schalltrichterkonstruktion 28 als echte Schalldüse (unter der Annahme einer ausreichenden Druckdifferenz zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung) wirksam, erzeugt einen Schall-Entleerungsstrom und ist im wesentlichen unempfindlich in bezug auf variierende Einlaßkrümmerunterdrücke. Unter der Annahme, daß die Eigenschaften des entleerten Dampfes, wie beispielsweise die spezifische Wärme, die Gaskonstante und die Temperatur, konstant sind, ist der Massenstrom durch das Ventil im wesentlichen nur vom Druck aufstromseitig des Schalltrichters abhängig. Die Drossel zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz beim anfänglichen Abheben des Ventilelementes und dem erneuten Absetzen des Ventilelementes am Ende erzeugt einen Druckabfall, der eine vollständige Funktion des Schalltrichters (Schalldüse) verhindert. Da diese Übergänge jedoch genau definiert sind und eine relativ kurze Dauer haben, ist die tatsächliche Ventiloperation zu dem tatsächlich angelegten Entleerungssteuersignal genau korreliert. Das Ventil ist gut geeignet für eine Betätigung durch eine pulsbreitenmodulierte (PWM) Reinigungssteuersignalwelle vom Motormanagementcomputer 22, die aus Rechteckspannungsimpulsen besteht, welche eine im wesentliche konstante Spannungsamplitude besitzen und bei einer ausgewählten Frequenz auftreten.
Die Konstruktionen der Ventileinheit 86 und des Kraftausgleichsmechanismus 92 sind von Vorteil. Obwohl es sich bei den Materialien des Ventilkopfes 88, der Membran 94 und der Abdichtung 90 um polymere Materialien handelt, können diese bestimmte unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Die Dichtung 90 kann die Eigenschaft besitzen, daß sie direkt auf den Ventilkopf 88 geformt werden kann. Eine solche Kompatibilität kann zwischen dem Material der Membran 94 und dem Ventilkopf 88 nicht vorhanden sein. Somit bilden der Halter 96, dessen Stapelanordnung mit dem Ventilkopf 88 und die Verwendung des Befestigungselementes 98, wie hier offenbart, eine Konstruktion, mit der die erforderliche Abdichtung der Membran und des Dichtungselementes gegenüber dem Ventilkopf erreicht werden kann.
Wenn sämtliche Innenteile des Ventils 14a am Gehäuseteil 24 montiert worden sind, wird die Überform 32 vorgesehen, um die Umfassung zu vervollständigen. Die Überform wird durch bekannte Spritzgießtechniken hergestellt. An der Verbindungsstelle 34 ist das Material der Überform gegenüber dem Gehäuseteil 24 abgedichtet. Eine entsprechende Dichtung ist um die Klemmen 52, 54 herum vorgesehen. Das Material der Überform umschließt die gesamte Seite des Solenoides 30. An der Basis der Wand 32A bildet das Überformmaterial ebenfalls eine Dichtung, läßt jedoch einen Zugang zum Statorteil 60 offen. Das Statorteil 60 sorgt für die richtige Eichung des Ventils, indem der Öffnungsbeginnpunkt in Relation zu einem bestimmten Stromfluß in der Spule 42 eingestellt wird.
Diese Kombination aus diversen Merkmalen ergibt ein Ventil, das eine verbesserte Geräuschdämpfung und Haltbarkeit sowie ein verbessertes Betriebsverhalten hat.
Es wurde festgestellt, daß die Verjüngungswinkel der Spitze 72 und der Vertiefung 74 die Kraft-Strom-Eigenschaften des Solenoides 30 beeinflussen. Dabei wurde gefunden, daß Winkel von etwa 30 Grad relativ zur Achse 44 die Niedrigspannungsfunktionsweise des Ventils 14a durch Absenken der "Einzieh"-Spannung und die Öffnungsbeginn- Eigenschaften des Ventils bei geringem Durchfluß verbessern. Beispielsweise wurde der Anfangsdurchfluß beim Öffnen des Ventils durch Vorsehen der Verjüngung von etwa 2 SLPM auf etwa 1,5 SLPM verringert.
Eine andere Ausführungsform des Ventils ist allgemein mit dem Bezugszeichen 14' in den Fig. 6-7 bezeichnet. Entsprechende Teile von beiden Ventilen 14a, 14' sind mit gleichem Bezugszeichen versehen. Das Ventil 14' entspricht dem Ventil 14a, mit der Ausnahme, daß die Dämpfung der lateralen Komponenten der Ankerbewegung mit einer anderen Konstruktion durchgeführt wird. Anstelle der Verwendung des Kissens 80 und des Elementes 82 ist eine Kombination aus einer kreiszylindrischen Hülse 140 und' eine Auskleidung 142 vorgesehen. Die Hülse 140 ist vorzugsweise eine nichtmagnetische, dünnwandige Metallhülse, in der der Anker 58 in einer engen Gleitpassung mit geringer Reibung angeordnet ist. Die Auskleidung 142 umfaßt vorzugsweise ein viskoelastisches Material, das zwischen der Hülse 140 und der Wand des Spulenkörperdurchgangslochs 46 angeordnet ist. Die Hülse und die Auskleidung sind im Durchgangsloch 46 angeordnet, vorzugsweise mindestens parallel zur Länge des Ankers 58, die sich im Durchgangsloch befindet. Es kann wünschenswert sein, die Auskleidung 142 mit der Hülse 140 zu verbinden, so daß beide ein einziges Teil bilden, das während der Herstellung des Ventils im Ventil montiert werden kann. Obwohl dies nicht speziell in einer separaten Figur dargestellt ist, können beide Formen einer seitlichen Ankerdämpfung in ein Ventil eingearbeitet werden, falls dies für einen speziellen Anwendungszweck geeignet ist.
Die Ausführungsform des Ventils 14" in Fig. 8 entspricht der der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß die Grenzfläche zwischen dem Statorteil 60 und dem Anker 58 anders ausgebildet ist. Bei dem Ventil 14" hat das Statorteil 60 ein ebenes distales Ende anstelle eines sich verjüngenden Endes. Das gelagerte Ende des Ankers 58 weist ein Loch 1'48 auf, das sich bis zum Loch 78 erstreckt, jedoch einen geringfügig kleineren Durchmesser als dieses hat. Ein Kissen 150 ist an diesem Ende des Ankers montiert und hat einen Schaft 152, der sich bis zum Loch 148 erstreckt, sowie einen pilzförmigen Kopf 154, der dem ebenen distalen Ende des Statorteiles 60 gegenüberliegt. Dieses Ventil zeigt den Einbau beider Arten der seitlichen Stoßdämpfung, nämlich des Ringes 84 und der Hülse mit Auskleidung 140, 142.
Wie in den Fig. 1A und 2A gezeigt, ist das Ventil 14a am Einlaßkrümmer 18' in einem Aufnahmeraum montiert, der von einer umwandeten Aufnahme WR gebildet wird. Die Aufnahme WR umfaßt eine Bodenwand BW in der Form einer integrierten mehrschultrigen Vertiefung der Krümmerwand MW und von zwei diametral gegenüberliegenden, aufrechten Aufnahmewänden WR1 und WR2. Die Montage des Ventils im Aufnahmeraum wird durchgeführt, indem anfangs das untere Ende des Ventils in das offene obere Ende des Aufnahmeraumes eingesetzt und das Ventil danach abwärts bewegt wird. Die beiden aufrechten Wände WR1 und WR2 sind als einstückig damit ausgebildete Gebilde der Krümmerwand MW gezeigt und haben gegenüberliegende Nuten. Diametral gegenüberliegende Seiten des Ventilgehäuses 24 sind so ausgebildet, daß sie mit enger Passung in diese Nuten eindringen, wenn das Ventil eingesetzt wird. Fig. 1A zeigt, wie das Ventil durch Greifer GF1 gehalten wird. Diese Greifer befinden sich an den oberen Enden von freikragenden Abschnitten, die einstückig damit ausgebildete Teile des Ventilgehäuses sind. Jede Aufnahmewand WR1, WR2 enthält ein Fenster WIN in einem geringen Abstand unter ihrem Oberrand. Der Abschnitt einer jeden Wand über ihrem Fenster WIN ist mit RF2 bezeichnet. Wenn das Ventilgehäuse in den Aufnahmeraum eingesetzt wird, tritt eine Fläche RF1' eines Greifers in Eingriff mit einem inneren oberen Endrand RF2' eines Wandabschnittes RF2. Durch weiteres Einsetzen werden die freikragenden Abschnitte zunehmend nach innen gebogen, bis das Ventilgehäuse vollständig eingesetzt worden ist, woraufhin sich die freikragenden Abschnitte nach außen entspannen, so daß die Greifer in den Fenstern WIN angeordnet werden, wobei sie mit den oberen Rändern der Fenster in Eingriff treten. In der installierten Endposition des Ventils ist eine Schulter SH3 des Ventilgehäuses 24 benachbart zu einer Schulter SH1 der Bodenwand BW gelagert, während eine Schulter SH4 des Ventilgehäuses benachbart zu einer Schulter SH2 der Bodenwand gelagert ist. Eine Lippe L' eines Lippendichtungselementes SE, das um den Nippel 26' herum angeordnet ist, tritt mit einer kegelstumpfförmigen Fläche an der Verbindung der SH&sub2; und des oberen Endes der Öffnung MWO, durch die der Nippel gedrungen ist, in Eingriff. Hierdurch wird eine gasdichte Dichtung der Nippelseitenwand mit der Einlaßkrümmerwand benachbart zur Öffnung MWO erreicht.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine andere Ausführungsform eines Entleerungsventils und einer Montageeinrichtung, die sich von der Ausführungsform der Fig. 1A in der Montageanordnung am Einlaßkrümmer unterscheidet. Die Montageanordnung der Fig. 9 und 10 umfaßt Gebilde in der Form von Lappen TA, die einstückig mit der Überform 32 des Ventilgehäuses 24 ausgebildet sind und Löcher H enthalten. Befestigungselemente F' erstrecken sich durch die Löcher H und halten das Ventilgehäuse 24 an der Krümmerwand MW. Die Befestigungselemente F' umfassen Schrauben mit Köpfen HE und Gewindeschäften SH, die sich durch die Löcher H erstrecken und mit Sacklöchern H2 in Eingriff treten, die in Wandfassungen SK an der Krümmerwand MW enthalten sind. Die Wandfassungen SK sind einstückig mit der Krümmerwand MW ausgebildet und umfassen rohrförmige Wände, die durch einstückig mit der Krümmerwand MW ausgebildete Verstärkungen RE extern verstärkt sind. Der Innenmechanismus des Ventils der Fig. 9 und 10 entspricht dem des Ventils 14a. Der Nippel 26', der die Auslaßöffnung 26 enthält, ist ein zylindrisches Rohr, auf dem eine O-Ring-Dichtung SE' angeordnet ist. Die Dichtung ist axial zusammengedrückt, wie in Fig. 9 gezeigt, um eine Dichtung zwischen dem Nippel und der Öffnung MWO zu bilden. Die Bodenwand BW der Aufnahme ist im Gegensatz zu der mehrschultrigen Bodenwand der vorhergehenden Ausführungsform planar ausgebildet.

III.) Detaillierte Beschreibung des EEGR-Ventils der Fig. 1 und 1A unter Bezugnahme auf die Fig. 11-20.

Der Innenaufbau des Ventils 9' ist in den Fig. 1A und 11-14 dargestellt, wobei die Fig. 1A und 11 eine imaginäre Achse AX zeigen. Das Ventil 9' umfaßt eine Gehäuseeinheit, die diverse zusammengebaute Teile enthält. Ein Teil ist eine Schale 214 mit einem offenen oberen Ende, das durch eine Kappe 216 geschlossen ist. Die Teile cm, T1 und CP2, die in Fig. 1A vorhanden sind und später in größeren Einzelheiten beschrieben werden, sind zusätzliche Teile der Gehäuseeinheit.
Wie in Fig. 1A gezeigt, besitzt die Einheit einen inneren Hauptabgaskanal 218, der einen Eintritt oder eine Eintrittsöffnung 220 koaxial zur Achse AX und einen Austritt oder eine Austrittsöffnung 222, die eine Vielzahl von Löchern umfaßt, aufweist. Die Eintrittsöffnung 220 ist über eine Leitung (nicht gezeigt) zur Aufnahme von Motorabgasen angeschlossen, und die Austrittsöffnung 222 ist im Einlaßkrümmerraum MS angeordnet, um an der Eintrittsöffnung 220 empfangene Motorabgase in den Einlaßkrümmerraum MS zu führen.
Ein Ventilsitz 224a ist im Kanal 218 koaxial zur Eintrittsöffnung 220 angeordnet. Der Ventilsitz 224 besitzt eine Ringform mit einem Durchgangsloch mit einer kegelstumpfförmigen Sitzfläche 224a, die sich um seinen Innenrand erstreckt. Ein einstückiges Nichtdurchflußventilelement 226 ist koaxial zur Achse AX angeordnet und umfaßt einen Nichtdurchflußventilkopf 228 sowie einen Ventilschaft 230, der sich koaxial vom Kopf 228 aus erstreckt. Der Kopf 228 ist zur Zusammenwirkung mit dem Sitz 224 ausgebildet und hat einen Außenumfang, der so geformt ist, daß er eine kegelstumpfförmige Fläche 228a besitzt, die in vollem Umfangskontakt mit der Sitzfläche 224a steht, wenn sich das Ventil in der in Fig. 1A gezeigten geschlossenen Position befindet. Der Schaft 230 besitzt ein erstes kreiszylindrisches Segment 232, das sich vom Kopf 228 aus erstreckt, ein zweites kreiszylindrisches Segment 234, das sich vom Segment 232 aus erstreckt, und ein drittes kreiszylindrisches Segment 236, das sich vom Segment 234 aus erstreckt. Das Segment 234 besitzt einen größeren Durchmesser als die Segmente 232, 236. Das Ventilelement 226 ist als einstückige Konstruktion gezeigt, die aus einem homogenen Material geformt ist. Das dargestellte Ventilelement 226 hat somit eine monolithische Struktur. Alternativ dazu kann das Ventilelement 226 auch aus zwei oder mehr Einzelteilen hergestellt sein, die miteinander montiert werden, um ein einstückiges Ventilelement zu bilden.
Das Ventil 9' hat ferner ein Lagerelement 240, bei dem es sich allgemein um ein kreiszylindrisches Element mit Ausnahme eines Kreisflansches 242 zwischen seinen gegenüberliegenden axialen Enden handelt. Ein oberer Randflansch eines mehrschultrigen Ablenkelementes 246 ist axial zwischen dem Flansch 242 und Lappen 246a eingefangen. Das Ablenkelement 246 ist ein Metallteil, das so geformt ist, daß es in Umfangsrichtung einen Abschnitt des Lagerelementes 240 unter dem Flansch 242 und einen Abschnitt des sich vom Segment 234 aus erstreckenden Schaftsegmentes 232 begrenzt. Das Ablenkelement 246 endet in einem Abstand vom Ventilkopf 228, so daß es die Abgasströmung durch den Kanal 218 nicht einschränkt, jedoch mindestens in einem gewissen Ausmaß das Gas vom Schaft 230 und vom Lagerelement 240 weg leitet.
Das Lagerelement 240 umfaßt des weiteren ein mittleres kreisförmiges Durchgangsloch oder eine entsprechende Durchgangsbohrung 248, mit der das Schaftsegment 234 in enger Gleitpassung steht. Das Lagerelement 240 besitzt ein Material, das ein gewisses Ausmaß an Schmierfähigkeit hat und somit eine Führung des Ventilelementes 226 entlang der Achse AX mit geringer Reibung bildet.
Das Ventil 9' umfaßt des weiteren eine elektromagnetische Betätigungseinheit 250, nämlich ein Solenoid, die innerhalb der Schale 214 koaxial zur Achse AX angeordnet ist. Einzelheiten der Betätigungseinheit sind in einem größeren Maßstab in den Fig. 11 bis 14 dargestellt. Die Betätigungseinheit 250 umfaßt eine elektromagnetische Spule 252 und einen Spulenkörper 254 aus Polymermaterial. Der Spulenkörper 254 besitzt einen mittleren rohrförmigen Kern 254c und Flansche 254a, 254b an gegenüberliegenden Enden des Kernes 254c. Die Spule 252 umfaßt eine Länge eines Magnetdrahtes, der um den Kern 254c zwischen den Flanschen 254a, 254b gewickelt ist. Entsprechende Klemmen des magnetischen Drahtes sind an entsprechende elektrische Klemmen 256, 258 angeschlossen, die am Flansch 254a montiert sind.
Die Betätigungseinheit 250 umfaßt eine Statorkonstruktion, die der Spule 252 zugeordnet ist, um einen Abschnitt eines Magnetkreises zu bilden. Die Statorkonstruktion hat ein oberes Polstück 260, das an einem Ende der Betätigungseinheit koaxial zur Achse AX angeordnet ist, und ein unteres Polstück 262, das am gegenüberliegenden Ende der Betätigungseinheit koaxial zur Achse AX vorgesehen ist. Ein Abschnitt der Wand der Schale 214, der sich zwischen den Polstücken 260, 262 erstreckt, vervollständigt die Statorkonstruktion außerhalb der Spule und des Spulenkörpers.
Ein ringförmiger Luftzirkulationsraum 260 ist innerhalb der Schale 214 axial unter der Betätigungseinheit 250 vorgesehen. Dieser Luftraum ist über diverse Luftzirkulationsöffnungen oder Durchgangsöffnungen 268, die sich durch die Schale 214 erstrecken, zur Außenseite hin offen. Die Schale 214 umfaßt eine Seitenwand 270 koaxial zur Achse AX und eine Endwand 272, über die die Schale an einem mittleren Abschnitt des Teiles cm montiert ist, der einen Abschnitt der Montageeinrichtung für das Ventil am Krümmer bildet. Jedes Loch 268 hat einen unteren Rand, der im Abstand von der Endwand 272 angeordnet ist, mit Ausnahme einer integrierten Abführung 269 (siehe Fig. 1A), die zentral entlang dem Umfang eines jeden Lochs angeordnet ist und sich bis zur Endwand 272 erstreckt. Hierdurch kann jegliche Flüssigkeit, die sich an der Endwand 272 im Raum 266 ansammeln kann, durch Schwerkraft aus dem Raum abgeführt werden, und im Prozeß wird die beträchtliche Integrität zwischen der Seitenwand 270 und der Endwand 272 aufrechterhalten.
Die Seitenwand 270 verjüngt sich geringfügig in Richtung zur Endwand 272. In dem Abschnitt der Seitenwand der Schale, die den Raum 266 begrenzt, sind mit Umfangsabstand diverse Lappen 272 vorgesehen, die sich vom Material der Seitenwand nach innen erstrecken und Lagerflächen 276 bilden, auf denen das untere Polstück 262 ruht. Benachbart zu ihrem offenen oberen Ende enthält die Seitenwand der Schale ähnliche Lappen 278, die Lagerflächen 280 bilden, auf denen das obere Polstück 260 ruht. Die Kappe 216 besitzt einen Außenrand 282, der mit einem Klemmring 286 fest gegen einen Rand 284 am sonst offenen Ende der Seitenwand 270 der Schale gepreßt wird. Eine kreisförmige Dichtung 288 ist zwischen der Kappe und der Schale angeordnet, um zwischen beiden eine abgedichtete Verbindung herzustellen. Die Innenseite der Kappe 216 besitzt diverse Gebilde 290, die mit dem oberen Polstück 260 in Eingriff stehen und letzteres gegen Lager 280 halten, so daß auf diese Weise das obere Polstück axial an der Schale positioniert wird. Die Kappe 216 umfaßt ein erstes Paar von elektrischen Klemmen 292, 294, die zu den Klemmen 256, 258 passen. Die Klemmen 292, 294 stehen vom Kappenmaterial vor und werden von einer Umfassung 296 des Kappenmateriales begrenzt, um einen Anschluß zu bilden, der an einen Anschluß eines Kabelbaumes (nicht gezeigt) angeschlossen werden kann, um eine Verbindung zwischen der Betätigungseinheit und einer elektrischen Steuerschaltung herzustellen.
Die Kappe 216 besitzt ferner einen Turm 298 (siehe Fig. 11), der einen Innenraum für einen Positionssensor 300 bildet. Der Sensor 300 umfaßt mehrere elektrische Klemmen, die allgemein mit dem Bezugszeichen T bezeichnet sind und sich von einem Gehäuse 302 des Sensors 300 erstrecken sowie in die Umfassung 296 vorstehen, um den Sensor an eine Schaltung anzuschließen. Der Sensor 300 hat des weiteren einen federvorgespannten Sensorschaft oder einen entsprechenden Kolben 304, der koaxial zur Achse AX angeordnet ist.
Die Konstruktion des Ventils 9' ist derart, daß ein Lecken zwischen dem Kanal 218 und dem Luftzirkulationsraum 266 verhindert wird. Das Durchgangsloch 248 des Lagerelementes ist in bezug auf den Kanal 218 offen. Der Ventilschaftabschnitt 234 ist jedoch mit einer ausreichend engen Gleitpassung darin gelagert, um das Durchgangsloch im wesentlichen zu schließen und ein Lecken zwischen dem Kanal 218 und dem Luftzirkulationsraum 266 zu verhindern, während eine Führung des Schaftes mit geringer Reibung ermöglicht und erreicht wird, daß der Druck an der Auslaßöffnung 222 auf den Querschnittsbereich des Schaftabschnittes 234 einwirkt. Im Raum 266 begrenzt eine Ablenkeinrichtung 305 in Umfangsrichtung den Abschnitt des Schaftes, der sich durch den Raum erstreckt. Die Konstruktion der Ablenkeinrichtung 205 ist in Fig. 11 gezeigt und besitzt ein kreiszylindrisches dünnwandiges Element, dessen gegenüberliegende axiale Enden ausgeweitet sind, um mit dem unteren Polstück 262 und der Endwand 272 der Schale in Eingriff zu treten und auf diese Weise eine Barriere zu bilden, die verhindert, daß Luft im Luftzirkulationsraum den Schaft erreicht. Der untere Endabschnitt der Ablenkeinrichtung 305 ist in enger Passung um den oberen Endabschnitt des Lagerelementes 240 herum angeordnet, das kurz vor dem unteren Polstück 262 endet, so daß beim Fehlen der Ablenkeinrichtung der Schaft direkt Fremdmaterialien, beispielsweise Schmutzwasser, ausgesetzt wäre, die in den Raum 266 eindringen könnten. In Fig. 1A hat die Ablenkeinrichtung eine andere Form und erstreckt sich nicht bis zur Wand 272.
Bei dem oberen Polstück 260 handelt es sich um ein einstückiges Teil, das eine zentrale axiale Nabe 260a mit zylindrischer Wand und einen radialen Flansch 260b an einem Ende der Nabe 260a umfaßt. Der Flansch 260b hat eine Öffnung, die den Durchtritt der Klemmen 256, 258 ermöglicht. Die Nabe 260a ist koaxial im oberen Ende des Durchgangslochs im Spulenkörperkern 254c angeordnet, wobei der Spulenkörperflansch 254a gegen den Flansch 260b gelagert ist. Hierdurch wird die Beziehung zwischen dem Spulenkörper und dem oberen Polstück axial und radial festgelegt.
Das untere Polstück 262 umfaßt eine zweiteilige Konstruktion, die aus einem zentralen Nabenteil 262a und einem Randteil 262b besteht, die miteinander verbunden sind und ein einziges Teil bilden. Eine ringförmige Wellenfeder 206 ist um die Nabe 262a herum und zwischen dem Rand 262b und dem Spulenkörperflansch 254b angeordnet und hält den Spulenkörperflansch 254a gegen den Flansch 260b. Daher wird eine gesteuerte Dimensionsbeziehung zwischen den beiden Polstücken und der am Spulenkörper montierten Wicklung aufrechterhalten, die unempfindlich ist gegenüber externen Einflüssen, beispielsweise Temperaturänderungen.
Die Betätigungseinheit 250 umfaßt ferner einen Anker 310, der in Verbindung mit der Statoreinheit den Magnetkreis der Betätigungseinheit vervollständigt. Zusätzliche Einzelheiten des Ankers sind in den Fig. 12 und 13 gezeigt. Der Anker 310 besitzt einen einheitlichen ferromagnetischen Zylinder, der in einer ihn umgebenden dünnwandigen, nicht magnetischen und zylindrischen Hülse 312 geführt ist, die sich zwischen den Naben der Polstücke 260 und 262 innerhalb des Durchgangslochs des Spulenkörperkernes erstreckt. Das obere Ende der Hülse 312 enthält einen Flansch 313, der zwischen der Kappe 216 und dem Polstück 260 eingefangen ist, um die Hülse zu befestigen. Der Anker 310 besitzt gegenüberliegende axiale Endflächen, die senkrecht zur Achse AX verlaufen. Ein entsprechendes kreisförmiges Loch 314, 316 erstreckt sich von einer entsprechenden Endfläche in den Anker koaxial zur Achse AX. Im Anker sind die inneren Enden dieser Löcher 314, 316 durch eine Querwand 318 des Ankers getrennt. Eine Reihe von kreisförmigen Löchern 320 (siehe die Fig. 12 und 13), die in 120 Grad-Intervallen um die Ankerachse zentriert sind, erstreckt sich durch die Wand 318 zwischen den beiden Löchern 314, 316.
Das Schaftsegment 236 besitzt einen freien distalen Endabschnitt, der eine Zone enthält, die eine Reihe von sich in Umfangrichtung erstreckenden Kerbzahnungen oder Widerhaken 321 aufweist. Ein Positionierungselement 322 ist an diesem freien distalen Endabschnitt des Schaftsegmentes 236 angeordnet und daran befestigt. Das Positionierungselement 322 umfaßt eine zylindrische Seitenwand 324 mit einem halbkugelförmigen Dom 326 an einem axialen Ende und einem Randflansch 328 am anderen Ende. Es ist am Ventilschaft durch örtliches Verformen der Seitenwand 324 auf mindestens eine der Kerbzahnungen 321 befestigt. Der Dom 326 ist im Loch 316 angeordnet und an der Wand 318 gelagert. Der Flansch 328 liegt außerhalb des Loches 316 und bildet einen Sitz für ein axiales Ende einer Schraubenfeder 330, die um den Schaftabschnitt 236 herum angeordnet ist. Das gegenüberliegende Ende der Feder 330 sitzt auf einer Fläche einer Endwand 332 der Nabe 262a.
Wie in Fig. 14 gezeigt, umfaßt die Nabe 262a des unteren Polstücks 262 ein bearbeitetes Teil, das eine axialverlaufende Seitenwand 334 zusätzlich zur Endwand 332 aufweist. Die Seitenwand 334 hat eine radial äußere Fläche, die so profiliert ist, daß sie hintereinander von einem Ende zum anderen eine kegelstumpfförmige Verjüngung 336, einen Kreiszylinder 338, eine axial gerichtete Schulter 340 und einen Kreiszylinder 342 mit reduziertem Durchmesser gegenüber dem Zylinder 338 aufweist. Die Seitenwand 334 hat eine radial innere Fläche, die so profiliert ist, daß sie hintereinander von einem zum anderen Ende einen Kreiszylinder 344, eine axial gerichtete Schulter 346, einen Kreiszylinder 348 mit reduziertem Durchmesser gegenüber dem Zylinder 344, eine Abfasung 350, eine axial gerichtete Schulter 352 und einen Kreiszylinder 354 mit reduziertem Durchmesser gegenüber dem Zylinder 348 aufweist.
Das Nabenteil 262a ist symmetrisch um eine Mittelachse, die mit der Achse AX zusammenfällt. Sein Innenprofil und Außenprofil sind Drehflächen. Das Teil hat ein oberes axiales Ende, das einen sich verjüngenden Abschnitt aufweist, der sich in der Richtung vom unteren axialen Ende weg verengt. Dieser sich verjüngende Abschnitt umfaßt die Verjüngung 336, die nicht parallel zur Mittelachse des Nabenteiles verläuft, und den Zylinder 344, der sich parallel zur Mittelachse des Nabenteiles erstreckt. Eine Schulter 346 ist an den Zylinder 344 mit sich verjüngendem Querschnitt angeschlossen. Die Abfasung 350 ist durch den Zylinder 348 in axialem Abstand von der Schulter 346 angeordnet und begrenzt die Schulter 352, um mit dieser beim Positionieren des unteren Endes der Feder 330 auf dem unteren Polstück zusammenzuwirken.
Der Rand 262b des unteren Polstücks umfaßt einen gestanzten Metallring mit einem kreisförmigen Innenumfang und Außenumfang und einer gleichmäßigen Dicke. Der Innendurchmesser (I.D.) und die Dicke sind so ausgewählt, daß eine bündige Passung mit dem unteren Ende der Nabe 262a erreicht wird, wobei der Innenumfang des Rings eng an die Fläche 342 angepaßt ist und der den Innenumfang umgebende Rand gegen die Schulter 340 gelagert ist. Der die Fläche 342 umfassende axiale Abschnitt des Nabenteiles bildet somit einen sich von der Schulter 340 aus erstreckenden Hals. Die axiale Abmessung des Ringes entspricht vorzugsweise im wesentlichen der axialen Abmessung des Zylinders 342, um die bündige Passung zu erreichen. Die beiden Teile sind an dieser Stelle vorzugsweise über eine Preßpassung des Innenumfangs des Rings mit dem Zylinder 354 der Nabe aneinander befestigt, was durch Verkerben verstärkt werden kann. Wenn dies geeignet ist, kann der Außenumfang des Randteiles 262b durch Drehen von Nabe und Rand, die miteinander verbunden sind, zentriert werden. Der Randteil wird hergestellt, indem er aus einem Metallstreifen gestanzt wird. Dadurch, daß das untere Polstück eine zweiteilige und keine einteilige Konstruktion besitzt, wird weniger Schrott erzeugt als wenn das Polstück durch Bearbeitung aus einem einzigen Grobteil hergestellt werden würde. Auch das obere Polstück kann in entsprechender Weise aus zwei separaten Teilen hergestellt werden.
Die Fig. 1A und 11 zeigen die geschlossene Position des Ventils 9', wenn die Feder 330 vorgespannt ist und die Ventilkopffläche 228a gegen die Sitzfläche 224a preßt. Auf diese Weise wird der Durchfluß durch den Kanal 218 zwischen den Öffnungen 220 und 222 blockiert. Durch die Wirkung der Feder 330 wird auch der Dorn 326 des Positionierungselementes 322 in direkten Kontakt von Fläche auf Fläche mit der Querwand 318 des Ankers 310 vorgespannt. Somit ist eine einzige lastübertragene Verbindung zwischen dem Anker 310 und dem Positionierungselement 322 ausgebildet. Die Art dieser Verbindung sorgt für eine relative Drehbewegung zwischen diesen beiden Teilen, so daß die von einem Teil auf das andere Teil übertragende Kraft im wesentlichen ausschließlich eine Axialkraft ist. Die vom Positionssensor 300 erzeugte Federvorspannung bewirkt ferner, daß der Sensorschaft 304 in direkten Flächenkontakt mit der Fläche der Wand 318 gegenüber der Fläche, mit der der Dom 326 des Positionierungselementes in Kontakt steht, vorgespannt wird.
Wenn elektrischer Strom beginnt, in zunehmender Weise durch die Spule 252 zu fließen, erzeugt der Magnetkreis eine zunehmende Kraft, die den Anker 310 in den Fig. 1A und 11 in Abwärtsrichtung drückt. Wenn diese Kraft groß genug ist, um die Vorspannung der Feder 330 zu überwinden, beginnt der Anker 310 sich nach unten zu bewegen, wodurch in entsprechender Weise durch die Wirkung der Wand 318 auf das Positionierungselement 322 das Ventilelement 226 bewegt wird. Hierdurch wird der Ventilkopf 228 vom Sitz 224 abgehoben, wodurch das Ventil geöffnet und ein Durchfluß durch den Kanal 218 zwischen den Öffnungen 220 und 222 gestattet wird. Der Sensorschaft 304 wird mit der Wand. 318 in Kontakt gehalten, um dieser Bewegung zu folgen. Das Ausmaß, um das sich das Ventil öffnen kann, wird durch den elektrischen Strom in der Spule 252 gesteuert, und durch Nachverfolgen des Ausmaßes der Ventilbewegung gibt der Sensor 300 ein Rückkopplungssignal ab, das die Ventilposition und somit das Ausmaß der Ventilöffnung kennzeichnet. Die tatsächliche Steuerstrategie für das Ventil wird als Teil der Gesamtmotorsteuerstrategie, die durch die elektronische Motorsteuerung verkörpert wird, festgelegt. Durchgangslöcher 320, die sich durch die Wand 318 zwischen den Löchern 314 und 316 erstrecken, sorgen für einen Ausgleich des Luftdrucks an gegenüberliegenden axialen Enden des Ankers.
Dadurch, daß das Positionierungselement 322 am freien distalen Ende des Schaftes 236 in einstellbarer Weise positioniert werden kann, bevor die beiden Teile miteinander verbunden werden, kann das Ventil 9' auf wirksame Weise geeicht werden. Die Eichung kann entweder durchgeführt werden, um die Position des Ankers relativ zu den Polstücken einzustellen, d. h. so daß sich der Anker mit dem sich verjüngenden Ende des Nabenteiles des unteren Polstücks überlappt, oder um das Ausmaß einzustellen, um das die Feder 330 zusammengepreßt wird, wenn das Ventil geschlossen wird, d. h. die Federvorspannung. Die Eichung wird während des Herstellprozesses durchgeführt, bevor die Spulen- und Spulenkörpereinheit 252, 254 und das obere Polstück 260 montiert worden sind. Zu diesem Zeitpunkt wird das Positionierungselement 322 am freien distalen Ende des Ventilschaftes in seiner geeichten Position angeordnet. Wenn das Positionierungselement einmal auf dem Schaft in einer Position axial angeordnet worden ist, die der Eichung entspricht, wird die Seitenwand 324 des Positionierungselementes über ein bestimmtes Verfahren, wie beispielsweise Verbördeln, fest mit dem Schaft verbunden. Danach werden die verbleibenden Teile des Solenoides montiert.
Wenn das Ventil geschlossen ist, wirkt der Druck (entweder positiv oder negativ) eines operativen Strömungsmittels an der Öffnung 222 auf den Ventilkopf 228 mit einer Kraft in einer Richtung ein. Der gleiche Druck wirkt gleichzeitig auf das Ventilschaftsegment 234 mit einer Kraft in einer entgegengesetzten Richtung. Der Querschnittsbereich des Schaftsegmentes 234 und der vom Kontakt der Kopffläche 228a mit der Sitzfläche 224a umschriebene Querschnittsbereich legen daher die Richtung und die Größe einer auf das Ventilelement 226 infolge des Drucks an der Öffnung 22 resultierenden Kraft fest, wenn das Ventil geschlossen ist. Es gibt daher verschiedenartige alternative Ausführungsformen, die jeweils im Ventil Verwendung finden können.
Als erstes wird dadurch, daß die Schnittfläche des Schaftsegmentes 234 geringer gemacht wird als die Schnittfläche, die vom Kontakt der Kopffläche 228a mit der Sitzfläche 224a umschrieben wird, eine Ausführungsform eines Ventils erreicht, bei der die resultierende Kraft in der Ventilöffnungsrichtung aufgebracht wird, wenn der Druck positiv ist, und in Ventilschließrichtung aufgebracht wird, wenn der Druck negativ ist.
Als zweites wird dadurch, daß man diese Schnittflächen im wesentlichen gleich macht, eine andere Ausführungsform zur Verfügung gestellt, die im wesentlichen auf vollständige Weise kraftausgeglichen ist, was bedeutet, daß sie im wesentlichen unempfindlich gegenüber dem Druck an der Öffnung 222 ist. Mit anderen Worten, dadurch, daß man die Querschnittsfläche, die vom Kontakt der Ventilkopffläche 228a mit der Sitzfläche 224a umschrieben wird, im wesentlichen mit der Querschnittsfläche des Schaftelementes 234 gleichmacht, wie dies bei der US-PS 5 413 082 der Fall ist, wird ein vollständiger Kraftausgleichseffekt erreicht, wodurch das Ventil im wesentlichen unempfindlich gegenüber einem sich ändernden Ansaugsystemdruck, entweder positiv oder negativ, gemacht wird.
Als drittes wird dadurch, daß man die Querschnittsfläche des Schaftsegmentes 234 größer macht als die Querschnittsfläche, die vom Kontakt der Kopffläche 228a mit der Sitzfläche 224a umschrieben wird, noch eine andere Ausführungsform zur Verfügung gestellt, bei der die resultierende Kraft in Ventilschließrichtung wirkt, wenn der Druck positiv ist, und in Ventilöffnungsrichtung, wenn der Druck negativ ist.
Wenn bei irgendeiner dieser Ausführungsformen der Kopf 228 einmal vom Sitz 224 abgehoben hat, kann das Ventilelement 226 noch durch die auf den Kopf 228 und das Schaftsegment 234 einwirkenden Drücke beeinflusst werden, wobei das Ergebnis von verschiedenen Faktoren abhängig sein kann. Ein Faktor ist das Ausmaß, um daß das Ventil offen ist. Ein anderer Faktor betrifft die Frage, ob das Ventil so konstruiert ist, daß sich der Ventilkopf zunehmend vom Sitz und von der Auslaßöffnung weg bewegt, wenn sich das Ventil zunehmend öffnet (wie bei dem Ventil der Fig. 1A gezeigt), oder ob sich der Ventilkopf zunehmend vom Ventilsitz weg bewegt, jedoch zur Auslaßöffnung bewegt, wenn sich das Ventil zunehmend öffnet.
Bei der in Fig. 1A dargestellten Ausführungsform ist die vom Durchmesser über die Kopffläche 228a bei ihrem Kontakt mit der Sitzfläche 224a gebildete Fläche etwas größer als die vom Durchmesser des Schaftsegmentes 234 bei der vorstehend beschriebenen ersten alternativen Ausführungsform ausgebildete Schnittfläche. Beispielsweise kann der Durchmesser der Kopffläche 228a 10 mm betragen und der des Schaftsegmentes 234, 8 mm. Bei negativen Drücken an der Öffnung 222 führt diese Differenz zu einer resultierenden Kraft, die in Ventilschließrichtung wirkt. Dies kann günstig sein in bezug auf das Steuern des Ventils beim Öffnen, speziell dafür, um zu verhindern, daß sich das Ventil um mehr als einen Betrag öffnet, der von der elektromagnetischen Betätigungseinheit dann befohlen wird, wenn die Differenz zwischen den Durchmessern geringer ist.
Wegen seiner diversen Merkmale kann das Ventil 9' kompakt ausgebildet werden, jedoch den entsprechenden Betriebsanforderungen immer noch gerecht werden. Ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Ventils, das eine günstige Kompaktheit besitzt, hat eine Gesamtabmessung (Bezugszeichen 400 in Fig. 11) von etwa 35 mm, gemessen in Axialrichtung vom oberen Polstück 260 bis zum unteren Polstück 262, und einen maximalen Durchmesser hierüber von etwa 51 mm. Im Vergleich hierzu hat ein Ventil des Standes der Technik mit im wesentlichen der gleichen Durchflußleistung entsprechende Abmessungen von etwa 40 mm und etwa 60 mm.
Das Teil cm ist ein allgemein rohrförmiges Teil, das aus Metallblech, beispielsweise Stahlblech, gezogen wurde und eine erste Endwand 500, eine rohrförmige Seitenwand 502 und eine zweite Endwand 504 umfaßt. Bei der Seitenwand 502 handelt es sich um eine kreiszylindrische Wand koaxial zur Achse AX. Die Endwand 500 ist eine kreisringförmige Wand, die senkrecht zur Achse AX und konzentrisch hiermit angeordnet und von einem Ende der Seitenwand 502 radial nach außen gerichtet ist. Die Endwand 504 ist eine kreisringförmige Wand, die senkrecht zur Achse AX und konzentrisch hierzu angeordnet und am gegenüberliegenden Ende der Seitenwand 502 radial einwärts gerichtet ist.
Das Teil T1 ist ebenfalls ein gezogenes Metallteil, das eine kreiszylindrische Seitenwand 506 koaxial zur Achse AX und eine kreisringförmige Wand 508 umfaßt, die an einem Ende der Seitenwand 506 radial einwärts gerichtet ist. Das gegenüberliegende Ende der Seitenwand 506 ist offen und bildet auf diese Weise die Einlaßöffnung 220 des Ventils.
Das Teil CP2 ist ein weiteres gezogenes Metallteil in der Form eines umgedrehten Bechers. Es umfaßt eine kreiszylindrische Seitenwand 510 koaxial zur Achse AX und eine kreisringförmige Wand 512, die an einem Ende der Seitenwand 510 radial einwärts gerichtet ist. Das gegenüberliegende Ende der Seitenwand 510 ist offen, wird jedoch von einem kreisförmigen Rand 514 umgeben.
Die Einlaßkrümmerwand MW umfaßt ausgerichtete Öffnungen 520, 522 in gegenüberliegenden Wandabschnitten, von denen die ersteren größer sind als die letzteren. Fig. 1A zeigt das Teil cm in seiner Funktion als Verschlusselement, das die Öffnung 520 schließt, wenn das Ventil am Krümmer montiert ist. Mit Köpfen versehene Schrauben 51 befestigen den Umfang der Endwand 500 am Krümmer, wobei sich die Schraubenschäfte durch Löcher in der Wand 500 erstrecken und in Sacklöcher geschraubt sind, die durch einstückig damit ausgebildete Fassungen 524 der Krümmerwand MW gebildet werden. Eine ringförmige Dichtung 526 ist zwischen der Endwand 500 und dem Rand der die Krümmerwand umgebenden Öffnung 520 vorgesehen, um eine gasdichte Verbindung zu bilden. Das Element cm und die Endwand 272 der EGR-Schale 214 besitzen Merkmale FF, die die Schale am Teil cm positionieren und befestigen.
In entsprechender Weise funktioniert das Teil CP2 zum Schließen der Öffnung 522, wobei mit Köpfen versehene Schrauben S den Rand 514 an der Krümmerwand in gasdichter Weise befestigen, indem sich die Schraubenschäfte durch Löcher in der Krümmerwand MW erstrecken und mit extrudierten Löchern 514 verschraubt werden.
Die Seitenwand 502 des Teiles cm besitzt Lappen 246a zum Anordnen eines Lagerführungselementes 240, wobei sie mit diesem zusammenwirken und den oberen Rand der Ablenkeinrichtung 246 dazwischen aufnehmen.
Die drei Teile cm, CP2 und T1 werden zusammen an den Wänden 504, 508 und 512 montiert, wobei sie sandwichartig aneinandergeschweißt werden, wie bei W in Fig. 1A gezeigt. Die Wände 504, 508, 512 enthalten ausgerichtete kreisförmige Löcher, wobei das Loch in der Wand 508 die Sitzfläche 224a bildet, gegen die die Fläche 228a des Ventilkopfes 228 schließt, wenn das Ventil geschlossen ist. Das Teil T1 ist am offenen Ende seiner Seitenwand mit einem Innengewinde versehen, um eine Abgasleitung (nicht gezeigt) zu befestigen. Die Teile CP2 und T1 bilden zusammen einen Ringraum AS, der die Außenseite des letztgenannten Rohres umgibt, durch die Öffnung 522 vorsteht und sich mindestens bis zum Rand der Öffnung 522 erstreckt. Dieser Raum AS ist zum Außenraum Es hin offen.
Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform, die die Integration der Teile T1 und CP2 zu einem einzigen CP2' zeigt. Die Teile der Ausführungsform der Fig. 15, die denen der Ausführungsform der Fig. 1A entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die beiden Teile CP2' und cm sind bei W miteinander verschweißt. Diese Schweißung W wird durchgeführt, um eine gasdichte Verbindung bei sämtlichen hier gezeigten Ventilausführungsformen zu erreichen. Der Ventilsitz 224 ist ein separates ringförmiges Element 224, das auf gasdichte Weise in einem Loch in der Endwand 504 montiert ist. Die Integration der Teile T1 und CP2 führt zu einer Seitenwand 506, die in die Wand 512 übergeht, und zum Wegfall der Wand 508. Daher befindet sich die Schweißung nur zwischen den Wänden 504 und 512.
Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform wie Fig. 15, mit der Ausnahme, daß die Seitenwand 506 ein gewelltes Segment 506c aufweist, das winklig gebogen sein kann, wie gezeigt. Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Teil CP2", das dem Teil CP2 entspricht, eine Vertiefung 532 mit kreisförmiger Wand besitzt, in der der Endabschnitt der Seitenwand 502, der die Endwand 504 enthält, aufgenommen ist. Die beiden Teile sind an dieser Stelle gasdicht miteinander verschweißt. Die Einlaßöffnung besitzt ein Außengewinde zur Befestigung einer Abgasleitung (nicht gezeigt).
Die Fig. 18, 19 und 20 entsprechen Fig. 15 mit Ausnahme der Befestigung des Randes 514 am Krümmerwandrand um die Öffnung 522 herum. Ein Haltering 550 an der Außenseite des Krümmers befestigt den Rand 514 des Teiles CP2' an der Krümmerwand um die Öffnung 522 herum. Bolzen 552 erstrecken sich vom Rand 514 an diversen Umfangstellen um den Rand durch die Löcher in der Krümmerwand MW. Diese Bolzen besitzen Außenköpfe 554, Ein Haltering 550 hat Löcher 556 mit Übergröße, die ermöglichen, daß der Ring 550 die Köpfe 554 passieren kann. Wenn der Ring dann um die Achse AX gedreht wird, dringen die Bolzen in Schlitze 558 ein, die sich von den Löchern 556 mit Übergröße aus erstrecken, so daß hier der Kopf 554 die Seitenränder eines entsprechenden Schlitzes 558 überlappt. Eine Verriegelung mit zunehmender Kraft kann erreicht werden, indem eine Rampenausgestaltung 560 vorgesehen wird, die die Teile beim Drehen des Ringes 550 stärker gegeneinander zieht. Eine kreisförmige Dichtung 562 ist mindestens zwischen dem Rand 514 und der Krümmerwand MW radial innerhalb der Bolzen 552 vorgesehen.
Jede beliebige Konfiguration für den EGR-Ventilsitz kann mit einer der Alternativen zum Kraftausgleich oder zur Kraftkompensation des Ventils verwendet werden. Die Fig. 17 und 18 zeigen einen Ventilschaft, der einen konstanten Durchmesser besitzt, im Gegensatz zu den Fig. 1A, 15 und 16, die unterschiedliche Abschnitte mit unterschiedlichem Durchmesser zum Kraftausgleich oder zur Kraftkompensation zeigen. Sämtlich EGR-Ventile, die hier gezeigt und beschrieben sind, besitzen Teile, die es ermöglichen, daß eine derartige Montageeinheit an einem Einlaßkrümmer durch Einsetzen durch die größere Öffnung 520 montiert werden kann. Die Teile cm, CP2, CP2' und CP2" bilden Montageeinrichtungen, die an der Krümmerwand befestigt werden, wie beschrieben und gezeigt, so daß eine sichere und gasdichte Abdichtung einer Einheit an der Krümmerwand erreicht wird.
Obwohl eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben und dargestellt wurde, versteht es sich, daß die Prinzipien der Erfindung auch auf andere Ausführungsformen angewendet werden können, die unter den Schutzumfang der nachfolgende Patente fallen.

Claims

1. Einlaßkrümmer (18; 18') für eine Brennkraftmaschine (20) mit

einer Wand (MW), die einen Krümmerinnenraum (MS) von einem Außenraum (Es) trennt;

einem Entleerungsventil (14, 14a; 14'; 14") zum Entleeren von Kraftstoffdämpfen von einem Dampfemissionsraum (12) eines Kraftstoffspeichersystems (16), wobei das Entleerungsventil (14, 14a; 14'; 14") ein Entleerungsventilgehäuse (24) mit einer Entleerungseintrittsöffnung (25) zur Aufnahme von Kraftstoffdämpfen vom Dampfemissionsraum (12) und eine Entleerungsaustrittsöffnung (26) zur Abgabe von Kraftstoffdämpfen zum Krümmerinnenraum (MS) aufweist;

einer Entleerungsventilmontageeinrichtung (WR, BW, WR1, WR2, RF1, WIN, RF1', RF2', SH1, SH2, SH3, SH4, SE) zur Montage des Entleerungsventilgehäuses (24) an der Wand (MW) außerhalb des Krümmerinnenraumes (MS) und zur Anordnung der Entleerungsaustrittsöffnung (26) in Verbindung mit dem Krümmerinnenraum (MS);

einem EGR-Ventil (9, 9') zum Rückführen der Motorabgase, wobei das EGR- Ventil (9; 9') ein EGR-Gehäuse (214, 216), eine EGR-Einlaßöffnung (220) zur Aufnahme der Motorabgase und eine EGR-Auslaßöffnung (222) zur Abgabe der Motorabgase an den Krümmerinnenraum (MS) aufweist; und

einer EGR-Ventilmontageeinrichtung (cm, 500, 502, 504, CP2, 510, 512, 514) zur Montage des EGR-Ventilgehäuses (214, 216) an der Wand (MW) derart, daß die EGR-Auslaßöffnung (222) mit dem Krümmerinnenraum (M8) in Verbindung gebracht wird;

dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsventilauslaßöffnung (26') einen Nippel (26') umfaßt und daß die Wand (MW) eine Öffnung (MWO) aufweist, durch die sich der Nippel (26') erstreckt, um die Entleerungsventilauslaßöffnung (26) mit dem Krümmerinnenraum (MS) zu verbinden.

2. Einlaßkrümmer nach Anspruch 1, bei dem die Entleerungsventilmontageeinrichtung (WR, BW, WR1, WR2, RF1, WIN, RF1', RF2', SH1, SH2, SH3, SH4, SE) ein Dichtungselement (SE) zum Abdichten des Nippels (26') innerhalb der Öffnung (MWO) aufweist.

3. Einlaßkrümmer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Wand (MW) gegenüberliegende Wandabschnitte aufweist, die entsprechende erste und zweite Öffnungen (520, 522) aufweisen, und die EGR-Montageeinrichtung einen ersten Montageabschnitt (cm) zum Montieren des EGR-Ventilgehäuses (214, 216) in der ersten Öffnung (520) zur Ausbildung eines Verschlusses hierfür, einen zweiten Montageabschnitt (T1, 506, 508) mit einem Rohr (T1) zum Fördern der Abgase zur EGR-Ventileinlaßöffnung (220) und eine Umgebungswand (CP2, 510, 512; CP2'; CP2") zur Ausbildung eines Verschlusses für die zweite Öffnung (522) aufweist, wobei die Umgebungswand (CP2, 510, 512; CP2'; CP2") mit dem Rohr (T1) zusammenwirkt, um einen Ringraum (AS) zu bilden, der das Rohr (T1) umgibt und sich mindestens bis zum Rand der zweiten Öffnung (522) erstreckt.

4. Einlaßkrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die EGR-Austrittsöffnung (222) im Krümmerinnenraum (MS) und die EGR-Eintrittsöffnung (220) außerhalb des Krümmerraumes (MS) angeordnet sind.

5. Einlaßkrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Wand (MW) ein Kunststoffmaterial umfaßt.