Bei einem bekannten Abgasrückführventil dieser Art (DE 195 39 921 C1) ist das Ventilglied als Ventilteller ausgebildet, der am Außenrand in einen Ringbund gleichen Querschnitts übergeht, der in einer der Ventilsitzfläche des Gehäuseteils abgewandten Richtung axial hochragt und auf der äußeren Umfangsfläche im Bogenbereich die als Dichtfläche wirkende Ringfläche aufweist. Dieser im Querschnitt etwa viertelkreisförmig gebogenen Dichtfläche ist eine entsprechend im Querschnitt bogenförmige Ventilsitzfläche in einem in den Gehäuseteil eingesetzten Ventilsitz zugeordnet. Der Ventilsitz besteht aus einem Ring, der auf der inneren Umfangsfläche die zugeordnete, im Querschnitt viertelkreisbogenförmige Ventilsitzfläche aufweist. Beim Öffnen des Ventils bewegt sich das tellerförmige Ventilglied mit der äußeren Ringfläche in Axialrichtung weg von der inneren Umfangsfläche des Ventilsitzes. Bei der Schließbewegung des Ventils bewegt sich das Ventilglied axial in Richtung auf den Ventilsitz zu, wobei die Schließstellung dann erreicht ist, wenn die im Querschnitt viertelkreisförmige äußere Umfangsfläche des Ventiltellers in flächigen Kontakt mit der entsprechenden inneren Umfangsfläche des Ventilsitztes gelangt, wobei die äußere Ringfläche des Ventilgliedes formschlüssig in der inneren Umfangsfläche des Ventilsitzes aufgenommen wird.
Es sind ferner Abgasrückführventile für Brennkraftmaschinen bekannt (DE 196 07 810 A1), bei den das Ventilglied von unten her zum Schließen des Ventildurchlasses gegen die Ventilsitzfläche angelegt wird. Das Ventilglied sitzt in der Regel am Ende eines Betätigungsgliedes in Form einer Stange, eines Stößels, eines Schaftes od. dgl., an dem ein Stellantrieb, mit Vorzug z.B. ein elektrischer Stellantrieb, zur Betätigung des Ventilgliedes in Öffnungsrichtung bzw. Schließrichtung angreift. Beim elektrischen Stellantrieb kann ein Elektromotor, ein Schrittmotor, ein elektrischer Drehmagnet od. dgl. elektromagnetischer Drehteller vorgesehen sein. Bei diesem Abgasrückführventil ist die Ventilsitzfläche als sich nach oben hin etwa kegelstumpfförmig verjüngende Schrägfläche in einem plattenförmigen Oberteil des Gehäuseteils ausgebildet. Das Ventilglied ist als flacher Teller gestaltet, wobei dessen der Ventilsitzfläche zugeordnete Ringfläche ebenfalls als sich etwa kegelstumpfförmig verjüngende Schrägfläche ausgebildet ist. In der Schließstellung des Ventils liegen die ventilgliedseitige Ringfläche und die Ventilsitzfläche des Ventildurchlasses aufeinander.
Bei Abgasrückführventilen genannter Art, insbesondere beim Einsatz für DieselBrennkraftmaschinen, ergeben sich insbesondere im Zusammenhang mit der Abgaskühlung und bei der Abkühlung dieses im Bereich zwischen den aufeinandersitzenden Ventilflächen dadurch Probleme, daß sich bei niedrigen Temperaturen am Ventilglied und an den dem Ventildurchlaß benachbarten Bereichen des Gehäuseteils Flüssigkeit, Kondensat und/oder Partikel ansammeln, die bei Akühlung aushärten und die aufeinandersitzenden Ventilflächen etwa klebstoffähnlich miteinander verkleben können, wodurch eine zuverlässige anschließende Öffnungsfunktion und überhaupt ein weiterer zuverlässiger Betrieb des Abgasrückführventils gefährdet wird oder gar unmöglich wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgasrückführyentil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine einwandfreie Öffnungsfunktion bzw. Schließfunktion zwischen dem Ventilglied und dem Ventilsitz gewährleistet ist.
Die Aufgabe ist bei einem Abgasrückführventil der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte weitere Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 27. Beim erfindungsgemäßen Abgasrückführventil ist durch diese besondere Gestaltung des Ventilgliedes der Ansammlung von Flüssigkeit, Kondensat und/oder Partikeln entgegengewirkt, die sich am Ventilglied und auch an benachbarten Bereichen des Ventildurchlasses nicht anlagern können. Ferner ist durch die besondere Geometrie des Ringbundes des Ventilgliedes und/oder der gehäuseteilseitigen Ventilsitzfläche eine vorteilhafte Durchflußcharakteristik und gute Durchströmung gewährleistet, so daß etwaige, sich dort möglicherweise ablagernde Flüssigkeit, Kondensat und/oder Partikel schon aufgrund der Strömung mitgerissen werden und auch dadurch einer etwaigen Ablagerung entgegengewirkt ist. Aufgrund der Geometrie des Ventilgliedes und/oder des Ventilsitzes ist somit auf Dauer eine einwandfreie Schließfunktion bzw. öffnungsfunktion des Ventiles gewährleistet, und dies mit einfachen und kostengünstigen Mitteln. Die mindestens eine oberseitige Aufnahme am Ventilglied, die dort vertieft vorgesehen ist, bildet ein Aufnahmereservoir für etwaige Flüssigkeit, Kondensat und/oder Partikel, die in diese mindestens eine Aufnahme hineingelangen, z.B. hineinfließen, können, so daß diese dadurch in besonders einfacher Weise von der Ringfläche des Ventilgliedes und/oder der Ventilsitzfläche des Gehäuseteils ferngehalten werden. Ferner unterstützen vorhandene schräge Flächen beim Ventilglied und im Bereich des Ventildurchlasses eine strömungstechnische Leitung von Flüssigkeit, Kondensat und/oder Partikel in der Weise, daß diese gezielt von den miteinanderwirkenden Dichtflächen, das heißt der Ringfläche und der Ventilsitzfläche, ferngehalten werden und z.B., soweit vorhanden, gezielt in die mindestens eine Aufnahme hineingeführt werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
In Fig. 1 ist schematisch lediglich der hier interessierende Teil eines ansonsten zumindest im wesentlichen bekannten Abgasrückführventiles 10 gezeigt, das zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen bestimmt und z.B. in ein Ansaugsammelrohr der Brennkraftmaschine eingebaut ist. Es weist einen unteren Gehäuseteil 11 auf, dem über eine nicht weiter gezeigte Abgasrückführleitung Abgas, verdeutlicht durch den Pfeil 12, zugeführt wird. Der Gehäuseteil 11 enthält einen Ventildurchlaß 13 mit einer ringförmigen Ventilsitzfläche 14, die mit einem zugeordneten Ventilglied 15 zusammenwirkt, das eine der Ventilsitzfläche 14 zugeordnete Ringfläche 16 aufweist. Das Ventilglied 15 ist in herkömmlicher Weise, wie nicht weiter gezeigt ist, am unteren Ende eines Betätigungsgliedes in Form einer Stange, eines Stößels, eines Schaftes od.dergl. befestigt, das in einem entsprechenden Gehäuse koaxial zur Längsmittelachse 9 verschiebbar geführt ist , wobei an diesem Betätigungsglied üblicherweise ein Stellantrieb angreift, z.B. in Form eines elektrischen Stellantriebes, der z.B. aus einem Elektromotor oder Schrittmotor oder Drehmagneten od.dergl. bestehen kann.
Die Ringfläche 16 des Ventilgliedes 15 ist an einem axial überstehenden Ringbund 40 des Ventilgliedes 15 ausgebildet, der auf der Oberseite des Ventilgliedes 15 angeordnet ist.
Die Ventilsitzfläche 14 ist auf der unteren Seite des Gehäuseteils 11 angeordnet, dem von unten her und in Richtung auf die Ventilsitzfläche 14 in Pfeilrichtung 12 das Abgas zuführbar ist. Das Ventilglied 15 ist auf der Unterseite des Gehäuseteils 11 angeordnet und von unten her gegen die Ventilsitzfläche 14 zur Herbeiführung der in Fig. 1 gezeigten Schließstellung anlegbar.
Die unterseitige Ventilsitzfläche 14 ist als Schrägfläche 44 ausgebildet, die sich in der dem Ventilglied 15 abgewandten Axialrichtung etwa kegelstumpfförmig verjüngt.
Die oberseitig des Ringbundes 40 ausgebildete Ringfläche 16 des Ventilgliedes 15 ist ebenfalls als Schrägfläche 46 ausgebildet, die sich in der der Ventilsitzfläche 14 zugewandten Axialrichtung etwa kegelstumpfförmig verjüngt. Der Kegelwinkel der Schrägflächen 44 und 46 ist gemäß Fig. 1 und 2 gleich groß gewählt und liegt in der Größenordnung von etwa 120°.
Wie insbesondere die vergrößerte Darstellung in Fig. 2 erkennen läßt, schließt die Ringfläche 16, insbesondere in der Ausbildung als Schrägfläche 46, des Ringbundes 40 mit ihrem Außendurchmesser und auch mit ihrem Innendurchmesser jeweils im wesentlichen mit dem entsprechenden Außendurchmesser bzw. Innendurchmesser der als Schrägfläche 44 ausgebildeten Ventilsitzfläche 14 ab.
Der überstehende Ringbund 40 ist radial außen von einer zur Längsmittelachse 9 etwa koaxialen äußeren Zylinderfläche 48 begrenzt.
Die als Schrägfläche 44 ausgebildete Ventilsitzfläche 14 ist radial innen von einer zur Längsmittelachse 9 etwa koaxialen inneren Zylinderfläche 47 begrenzt, die den Ventildurchlaß 13 umgibt und definiert.
Die Ventilsitzfläche 14 des Gehäuseteils 11 ist an einem im Querschnitt relativ dünnen, etwa scheibenförmigen Kopfbereich 49 des Gehäuseteils 11 ausgebildet.
An die als Schrägfläche 44 ausgebildete Ventilsitzfläche 14 schließt sich radial außen eine Ringfläche 45 an, die innerhalb einer Radialebene liegt, die etwa rechtwinklig zur Längsmittelachse 9 ausgerichtet ist. Die Oberseite des Kopfbereiches 49 ist durch eine zu dieser Ringfläche 45 etwa parallele Kopffläche 50 begrenzt.
Der Ventilkörper 15 weist auf seiner der Ventilsitzfläche 14 zugewandten Oberseite 51 eine oder mehrere vertieft gelegene, nach oben offene Aufnahmen 52 als Sammelräume auf, in denen sich Flüssigkeit, Kondensat und/oder Partikel sammeln können, die insbesondere bei Abkühlung des Abgasrückführventils 10 aus dem Abgas, insbesondere aus Diesel-Abgas, ausfallen können. Die mindestens eine Aufnahme 52 nimmt derartige Partikel, Flüssigkeiten od.dergl. auf, so daß diese von den miteinander wirkenden Schrägflächen 44 und 46 soweit wie möglich ferngehalten werden.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 weist der Ventilkörper 15 oberseitig als vertieft gelegene Aufnahme 52 zumindest eine vertiefte Ringnut auf, die z.B. eine Breite von etwa 2 mm bis 3 mm besitzt und die radial außen durch den axial hochragenden Ringbund 40 begrenzt ist. Radial innen schließt sich an die mindestens eine oberseitige Aufnahme 52, insbesondere Ringnut, eine zur Längsmittelachse 9 hin ansteigende Kegelfläche 53 an, die sich in Richtung zur Ventilsitzfläche 14 hin etwa kegelstumpfförmig verjüngt und axial über den Ringbund 40 und die Ringfläche 16 hinaus nach oben vorsteht. Das axiale überstandsmaß der Kegelfläche 53 liegt z.B. in der Größenordnung von 2 mm.
Durch diese Ausbildung des Abgasrückführventils 10 gemäß Fig. 1 und 2 ist mit einfachen Mitteln eine einwandfreie Schließfunktion bzw. Öffnungsfunktion zwischen der Ventilsitzfläche 14 und dem Ventilglied 15 gewährleistet, wobei eine Ansammlung von Partikeln, Flüssigkeit, Kondensat od.dergl., die beim Kühlen aus dem Abgas ausfallen, im Bereich der miteinander wirkenden Schrägflächen 44 und 46 soweit wie möglich ausgeschlossen ist.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 und 2 entsprechen, gleiche Bezugszeichen verwendet, so daß dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispieles Bezug genommen ist.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der axial überstehende Ringbund 40 des Ventilgliedes 15 als Schneide 60 ausgebildet, die auf die Ventilsitzfläche 14 gerichtet ist. Die Ventilsitzfläche 14 ist als ebene Fläche ausgebildet, die sich innerhalb einer zur Längsmittelachse des Ventildurchlasses 13 etwa rechtwinkligen Radialebene erstreckt.
Die Schneide 60 ist radial außen von der zur Längsmittelachse des Ventildurchlasses 13 etwa koaxialen äußeren Zylinderfläche 48 und radial innen von einer Innenschrägfläche 61 definiert, die sich unter Bildung der Schneide 60 in der sich als Ringlinie darstellenden Ringfläche 16 treffen. Die Innenschrägfläche 61 verjüngt sich in der Axialrichtung etwa kegelstumpfförmig, die der ebenen Ventilsitzfläche 14 abgewandt ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Ventilglied 15 wie beim ersten Ausführungsbeispiel oberseitig zumindest eine vertieft gelegene, nach oben offene Aufnahme entsprechend der Aufnahme 52 auf. Durch die Schneide 60 ist die Größe der in Schließstellung gemäß Fig. 3 in Berührung miteinander gelangenden Flächen so gering wie möglich gehalten, so daß etwaige dazwischen haftende Partikel, Flüssigkeiten, Kondensat od.dergl., die bei Aushärtung etwa ein Verkleben der Kontaktflächen zur Folge haben könnten, praktisch keinen Flächenansatz haben. Im übrigen ist aufgrund der durch die Schneide 60 erreichten Scharfkantigkeit eine scharfe Abrißkante radial nach innen in Form der Innenschrägfläche 61 und radial nach außen in Form der äußeren Zylinderfläche 48 geschaffen, durch die ein Abreißen etwaiger Ansammlungen gefördert wird. Aufgrund der Ausbildung als Schneide 60 kann diese im übrigen bei der Überführung des Ventilgliedes 15 jeweils in die Schließstellung gemäß Fig. 3 etwaige Ansammlungen, die an der Ventilsitzfläche 14 haften sollten, einschneiden und aufbrechen, so daß diese damit von der Ventilsitzfläche 14 abgelöst werden.
Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schneide 60 im Bereich der Ventilsitzfläche 14 ausgebildet, wobei dann die ventilgliedseitige Ringfläche 16 z.B. als ebene Ringfläche gestaltet sein kann.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen verwendet, so daß dadurch auf die Beschreibung dieser Bezug genommen ist.
Beim dritten Ausführungsbeispiel ist die Schneide 60 radial innen von einer zur Längsmittelachse des Ventildurchlasses 13 etwa koaxialen inneren Zylinderfläche 62 und radial außen von einer Außenschrägfläche 63 definiert, die sich zur Bildung der Schneide 60 treffen, wobei sich die Ringfläche 16 wiederum als Kreis darstellt. Die Außenschrägfläche 63 verjüngt sich etwa kegelstumpfförmig in der Axialrichtung, die der ebenen Ventilsitzfläche 14 zugewandt ist. Durch diese Gestaltung gemäß Fig. 4 werden die gleichen Vorteile wie durch diejenige in Fig. 3 erzielt.