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【発明の名称】 制御弁
【発明者】 【氏名】ノウハト バッハナーク
【要約】 【課題】

【解決手段】第１の圧力室１から第２の圧力室内への媒体の溢流を制御するための制御弁３のための圧力補償エレメント８が、これらの圧力１，２を互いに仕切るダイヤフラム９を有している。圧力補償エレメント８は、これらの圧力室１，２内の圧力の差によって生じて制御弁３の弁体５に作用する力を補償する。１つの圧力室１から別の１つの圧力室２内への媒体の溢流が制御弁３の領域内でのみ行われる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１の圧力室から、この第１の圧力室内の圧力とは異なる圧力を有する第２の圧力室内への媒体の溢流を制御するための制御弁であって、弁座へ向けて予負荷された弁体と、この弁体を運動させるための制御装置と、弁体に結合されていて圧力室間の圧力差によって負荷される、弁体に作用する圧力の補償のための可動の圧力補償エレメントとが設けられている形式のものにおいて、圧力室（１，２）が圧力補償エレメント（８，１７，２６）の領域内で互いにシールされていることを特徴とする制御弁。
【請求項２】 圧力補償エレメント（８，１７，２６）が圧力室（１，２）を仕切るためのダイヤフラム（９，２０，３０）を有している、請求項１記載の制御弁。
【請求項３】 弁体（５，１６，２４）を移動させるために形成された弁軸（７，１８，２３）が、ダイヤフラム（９，２０，３０）を保持している皿（１０，１９，２９）に結合されている、請求項１または２記載の制御弁。
【請求項４】 圧力補償エレメント（８）が１つの容器（１２）を２つの室（１３，１４）に仕切るために形成されており、かつ、第１の室（１３）が第１の圧力室（１）に、かつ第２の室（１４）が第２の圧力室（２）に連通している、請求項１から３までのいずれか少なくとも１項記載の制御弁。
【請求項５】 容器（１２）が、第１の圧力室（１）の、第２の圧力室（２）に対向して位置する側に配置されており、かつ、第２の圧力室（２）を第２の室（１４）に連通させるために圧力補償通路（１５）が形成されている、請求項１から４までのいずれか少なくとも１項記載の制御弁。
【請求項６】 弁体（５）がばねエレメント（１１）によつて閉鎖位置へ復帰可能である、請求項１から５までのいずれか少なくとも１項記載の制御弁。
【請求項７】 弁体（２４）と圧力補償エレメント（２６）との間にレバー（２８）が配置されている、請求項１から６までのいずれか少なくとも１項記載の制御弁。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は第１の圧力室から、この第１の圧力室内の圧力とは異なる圧力を有する第２の圧力室内への媒体の溢流を制御するための制御弁であって、弁座へ向けて予負荷された弁体と、この弁体を運動させるための制御装置と、弁体に結合されていて圧力室間の圧力差によって負荷される、弁体に作用する圧力の補償のための可動の圧力補償エレメントとが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の電磁石的な制御弁は例えば現今の自動車の内燃機関で排ガス戻し装置内で使用される。この場合、これらの圧力室は内燃機関の吸気通路として、かつ排ガス通路として形成されている。この種の排ガス戻し装置では排ガス通路から排ガスの部分流が分流されて吸気通路に供給される。このことにより、排ガス中の窒素酸化物が軽減される。新鮮空気に対する供給されるべき排ガス量の比は、例えば内燃機関の負荷状態、温度または回転数に依存しており、かつ弁体の制御によって決定される。この制御のために、制御装置は例えば空気圧式、電磁石式または電動機式の駆動アクチュエータを有している。
【０００３】圧力室間の差圧が高い場合に、弁体の運動において特に大きな駆動力を回避するために、実際には、第２の弁体が圧力補償エレメントとして形成されている形式の制御弁が公知である。これらの弁体は１つの共通の弁軸に固定されており、かつその基本位置でそれぞれ弁座に当接している。これらの弁体間の領域には一方の圧力室が連通しており、他面において、弁体の互いに逆の側の領域は他方の圧力室に連通している。このことによって、弁軸にはそれぞれこれらの圧力室内の圧力の差によって生じた互いに逆向きの力が作用する。
【０００４】この公知の制御弁における欠点とするところは、弁体と弁座とのそれぞれの間隔が特別小さな製作誤差を必要とすることにある。その上、例えば弁軸の熱膨張時に、または弁体および弁座の摩耗時に、制御弁がこれらの圧力室を信頼性良くシールしないことにある。同様に、弁体および弁座の種々異なる膨張が非シール性につながる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は制御弁が小さな製作誤差を必要とせず、かつこれらの圧力室を信頼性良く互いにシールするように冒頭に記載した形式の制御弁を改良することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれば、請求項１に記載されているように、圧力室が圧力補償エレメントの領域内で互いにシールされていることによって解決される。
【０００７】
【発明の利点】この構成によって、本発明による制御弁はただ１つの弁体しか有していない。本発明によれば弁体と圧力補償エレメントとが互いに仕切られる。それゆえ、本発明による制御弁は特別小さな製作誤差を必要としない。従って、本発明によれば制御弁の非シール性が簡単に回避される。それゆえ、本発明による制御弁は特に自動車の内燃機関における排ガス戻し装置内での使用に適している。
【０００８】圧力補償エレメントは例えば圧力室間に配置されたシリンダ内で摺動可能なピストンであることができる。本発明の別の有利な１構成により、圧力補償エレメントが圧力室を仕切るためのダイヤフラムを備えていれば、この圧力補償エレメントは両方の圧力室を信頼性良く互いにシールする。
【０００９】本発明の有利なさらに別の１構成により、弁体を移動せしめるのために形成された弁軸がダイヤフラムを保持する皿に結合されていると、圧力補償エレメントが構造的に特別簡単に形成される。
【００１０】本発明のさらに別の有利な１構成により、圧力補償エレメントが１つの容器を２つの室に仕切るために形成されており、かつ第１の室が第１の圧力室に、第２の室が第２の圧力室に連通していると、流れによって圧力室の内部に生じる圧力補償エレメントの障害が信頼性良く回避される。
【００１１】本発明のさらに別の１構成により、容器が、第１の圧力室の、第２の圧力室に対向して位置する側に配置されており、かつ、第２の圧力室を第２の室に連通させるために圧力補償通路が形成されていると、本発明による制御弁は特別コンパクトに形成される。
【００１２】本発明のさらに別の１構成により、弁体がばねエレメントによって閉鎖位置へ復帰可能であると、本発明による制御弁の基本位置での圧力室の特別信頼性の良いシールが簡単に保証される。ばねエレメントは例えばばね鋼から製作されていることができる。ばねエレメントが極めて弱い戻し力しか伝達する必要がないため、ばねエレメントは金属記憶合金から成ることもできる。
【００１３】本発明のさらに別の有利な１構成により、弁体と圧力補償エレメントとの間にレバーが配置されている場合には、弁体および圧力補償エレメントに作用する力のバランスが簡単に調整される。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明では多数の実施例が可能である。本発明の基本原理を一層明らかにするために、そのうちの３つの実施例を図面に示して以下に説明する。
【００１５】図１は自動車の内燃機関の排ガス戻し装置を縦断面図で示す。この装置は排ガス通路として形成された第１の圧力室１と、吸気通路として形成された第２の圧力室２とを備えている。制御弁３が排ガスを第１の圧力室１から第２の圧力室２内へ溢流せしめる。この制御弁３は弁座４に当接した弁体５と、弁座４に対して垂直に弁体５を運動させるための制御装置６とを有している。弁体５は弁軸７を介して制御装置６に結合されている。この制御装置６は例えば図示されていない電磁石によって弁軸７を駆動することができる。このことにより、例えば内燃機関の回転数、負荷状態または温度に依存して、排ガス通路として形成された圧力室１を吸気通路として形成された圧力室２に連通させて新鮮空気に排ガスを混合することができる。
【００１６】弁軸７には、ダイヤフラム９を保持する皿１０を備えた圧力補償エレメント８が固定されている。この皿１０はコイルばねとして形成されたばねエレメント１１によって背後から予負荷されている。ダイヤフラム９は容器１２内に配置されていてこの容器を２つの室１３，１４に仕切っている。ダイヤフラム９は皿１０ひいては弁軸７の運動を可能ならしめ、かつ圧力室１内に流入する媒体と、圧力室２内に流入する媒体とを分離する。第１の室１３は第１の圧力室１に、第２の室１４は圧力補償通路１５を介して第２の圧力室２に連通している。圧力補償エレメント８は弁体５とほぼ同じ横断面を有しており、その結果、室１３，１４ひいては圧力室１，２の圧力差は、圧力補償エレメント８を介して、弁体５を移動させる力と同じ力を弁軸７へ導入する。その際、それら両方の力は互いに逆向きであり、従って相殺される。明確のために図面には第１の圧力室１内に第２の圧力室内に比して低い圧力が存在する場合に、弁体５に作用する力と、皿１０に作用する力とが矢印で示されている。ばねエレメント１１は制御装置６が無力となった際に弁座４上に弁体を保持するための復帰エレメントとして役立つ。両圧力室間の圧力差により弁体５に作用する力が圧力補償エレメント８によって補償されるため、ばねエレメント１１はわずかなばね力と特別にフラットなばね特性曲線とを有している。
【００１７】図２は制御弁の別の１実施例を示す。この場合には、第１の圧力室１の部分領域が、Ｃ字形横断面を有する第２の圧力室２によって囲まれている。第２の圧力室２のＣの字の脚に相応する部分内に弁体１６と圧力補償エレメント１７とが配置されている。この圧力補償エレメント１７は弁軸１８に固定された皿１９と、この皿１９に固定されたダイヤフラム２０とを有している。弁体１６は同様に弁軸１８に固定されており、かつ図示の位置で弁座２１に当接している。弁体１６のこの位置では圧力室１，２内を流れる媒体が互いに分離されている。図１の制御弁でと同様に、圧力室１，２内の圧力の差によつて生じて弁軸１８に作用する力が相殺される。
【００１８】図３はさらに別の１実施例を概略的に示す。圧力室１，２はこの場合には互いに平行に配置された通路として形成されている。制御弁は制御装置２２によって移動させられる弁軸２３と、弁軸２３に固定された弁体２４とを有している。弁体２４は図示の位置でプレロード下で弁座２５に圧着されている。弁軸２３にはレバー２８が係合している。このレバー２８は固定支点２７を中心として旋回可能に支承されており、かつ弁軸２３と圧力補償エレメント２６とを結合せしめている。圧力補償エレメント２６はレバー２８に枢着された皿２９を有しており、この皿はダイヤフラム３０によって開口３１内に保持されている。ダイヤフラム３０は皿２９に対して開口３１をシールしている。
【出願人】 【識別番号】３９０００９４１６
【氏名又は名称】マンネスマン ファウ デー オー アクチエンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】Ｍａｎｎｅｓｍａｎｎ ＶＤＯ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｋｒｕｐｐｓｔｒａｂｅ １０５，Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ，ＢＲＤ
【出願日】 平成１２年８月１日（２０００．８．１）
【代理人】 【識別番号】１０００６１８１５
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 敏雄 （外４名）
【公開番号】 特開２００１−６５７０７（Ｐ２００１−６５７０７Ａ）
【公開日】 平成１３年３月１６日（２００１．３．１６）
【出願番号】 特願２０００−２３３２４４（Ｐ２０００−２３３２４４）