(57)【要約】【課題】  必要なコンポーネントの数を少なくすることによって安価に形成することができる、排ガス流を制御する装置を提供する。【解決手段】  排ガス流を制御する装置が、内燃機関の排ガスを案内するための第１、第２および第３の排ガス通路と接続するための、少なくとも１つの第１、第２および第３の接続端（２、３、４、１０２、１０３、１０４）を有するハウジング（１、１０１）と、移動可能な第１のスライダロッド（６ａ、１０６ａ）とそれに配置された第１の閉鎖部材（６ｃ、１０６ｃ）とを有する第１のスライダ部材（６、１０６）と、移動可能な第２のスライダロッド（７、１０７ａ）とそれに配置された第２の閉鎖部材（７ｃ、１０７ｃ）とを有する第２のスライダ部材（７、１０７）と、装置をパワーアシストされて操作するためのアクチュエータとを有する。第１と第２の接続端の間の接続（４ｃ、１０４ｂ）が、第１の閉鎖部材（６、１０６）を介して調節可能に閉鎖でき、第１と第３の接続端の間の接続（３ｃ、１０３ｃ）が、第２の閉鎖部材（７ｃ、１０７ｃ）を介して調節可能に閉鎖できる。  アクチュエータと結合された制御機構（８、１０８）が設けられている。第１のスライダ部材（６、１０６）と第２のスライダ部材（７、１０７）が、制御機構（８、１０８）を介して変位可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排ガスを案内するための第１、第２および第３の排ガス通路と接続するための、少なくとも１つの第１、第２および第３の接続端（２、３、４、１０２、１０３、１０４）を有するハウジング（１、１０１）と、
移動可能な第１のスライダロッド（６ａ、１０６ａ）とそれに配置された第１の閉鎖部材（６ｃ、１０６ｃ）とを有する第１のスライダ部材（６、１０６）と、
移動可能な第２のスライダロッド（７、１０７ａ）とそれに配置された第２の閉鎖部材（７ｃ、１０７ｃ）とを有する第２のスライダ部材（７、１０７）と、
装置をパワーアシストされて操作するためのアクチュエータと、を有し、
第１と第２の接続端の間の接続（４ｃ、１０４ｂ）が、第１の閉鎖部材（６、１０６）を介して調節可能に閉鎖でき、
第１と第３の接続端の間の接続（３ｃ、１０３ｃ）が、第２の閉鎖部材（７ｃ、１０７ｃ）を介して調節可能に閉鎖できる、排ガス流を制御する装置において、
アクチュエータと結合された制御機構（８、１０８）が設けられており、第１のスライダ部材（６、１０６）と第２のスライダ部材（７、１０７）が、制御機構（８、１０８）を介して変位可能であることを特徴とする、排ガス流を制御する装置。
【請求項２】
少なくとも３つの接続端（２、３、４、１０２、１０３、１０４）のそれぞれが、排ガス導管、排ガスクーラーおよび排ガスクーラーのバイパス導管と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも１つの第１のスライダ部材（６、１０６）に、ばねを用いて閉鎖方向に力を供給可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
排ガス流が、少なくとも第１の閉鎖部材（１０６ｃ）に開放方向に圧力を及ぼすことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
少なくとも第１のスライダ部材（６）に、第１の閉鎖部材（６ｃ）に対して移動可能な他の閉鎖部材（６ｄ）が設けられており、その場合に閉鎖部材（６ｃ、６ｄ）がスライダ部材（６）の開放運動の途中で、閉鎖部材に対応づけられた開口部（４ｂ、４ｃ）を順次解放することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
制御機構（８）が、回転可能に軸承されたレバー（８ａ）を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
制御機構（１０８）が、偏心した部材（１０８ｂ、１０８ｃ）を備えた回転可能な軸（１０８ａ）を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
制御機構が、溝付きリンクディスクを有していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
アクチュエータが、線形の、特に油圧の駆動ユニットを有していることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
アクチュエータが、回転する、特に電動の駆動ユニットを有していることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも第１の閉鎖部材（６ｃ）が、皿状に形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも第１の閉鎖部材が、円錐状に形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも第１の閉鎖部材が、回転可能な操作フラップを有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の排ガス流を制御する装置（すなわち、内燃機関の排ガスを案内するための第１、第２および第３の排ガス通路と接続するための、少なくとも１つの第１、第２および第３の接続端を有するハウジング、移動可能な第１のスライダロッドとそれに配置された第１の閉鎖部材とを有する第１のスライダ部材、移動可能な第２のスライダロッドとそれに配置された第２の閉鎖部材とを有する第２のスライダ部材、および、装置をパワーアシストされて操作するためのアクチュエータ、を有し、その場合に第１と第２の接続端の間の接続が、第１の閉鎖部材を介して調節可能に閉鎖でき、その場合に第１と第３の接続端の間の接続が、第２の閉鎖部材を介して調節可能に閉鎖できる、排ガス流を制御する装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
特にディーゼルエンジンの、有害物質排出に対する当面の要請が、内燃機関用の排ガス還流システムの開発をもたらした。その場合に、還流された排ガスは、一般に、排ガスクーラーを用いて冷却され、その場合に機能を保証するために、規則的にバイパス導管が、排ガスクーラーに対して並列に配置されている。原則的に、熱くて、化学的に腐食性の排ガス流を配量においても、排ガスクーラーまたはバイパスへの分岐においても制御する、という問題が生じる。そのために、制御弁が知られており、その制御弁において第１の操作フラップが配量を行い、第２の操作フラップがクーラーとバイパスへの分配を行う。そのために、一般に、操作フラップのために２つの別々の駆動ユニットが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、必要なコンポーネントの数を少なくすることによって安価に形成することができる、排ガス流を制御する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、冒頭で挙げた装置のために、本発明によれば、請求項１に記載の特徴（すなわち、アクチュエータと結合された制御機構が設けられており、その場合に第１のスライダ部材と第２のスライダ部材が、制御機構を介して変位可能であることを特徴とする排ガス流を制御する装置）によって解決される。
【発明の実施の形態】
【０００５】
アクチュエータを有する制御機構を設けることによって、本発明によれば、第１の閉鎖部材も第２の閉鎖部材も変位させることが可能であって、それは規則的に唯一のアクチュエータしか必要としない。その場合に好ましくは、少なくとも３つの接続端のそれぞれが、排ガス導管、排ガスクーラーおよび排ガスクーラーのバイパス導管と接続されている。すなわち、２つのスライダ部材を、たとえば排ガス導管の後段に配置して、排ガス導管内に供給される排ガスを、１つのアクチュエータだけを介して配量可能に排ガスクーラーとバイパス導管へ分配することができる。代替的に、排ガス導管をバイパス導管と排ガスクーラーの後段に配置することができ、それは少なくともノーマル駆動において、排ガスクーラーを介して案内する場合に、スライダ部材の領域により低い排ガス温度をもたらす。
【０００６】
好ましい形態において、少なくとも第１のスライダ部材に、ばねを用いて閉鎖方向に力を供給可能であって、それによって閉鎖位置において閉鎖部材の特に密な閉鎖が存在する。
【０００７】
さらに、好ましくは、排ガス流が、少なくとも第１の閉鎖部材に開放方向に圧力を加える。それによってアクチュエータと制御機構を小型に設計することができる。というのは、小さい開放力しか必要とされないからである。代替的に、排ガス流が閉鎖部材に閉鎖方向に作用することもできる。
【０００８】
特に好ましい形態において、少なくとも第１の閉鎖部材に、第１の閉鎖部材に対して移動可能な他の閉鎖部材が設けられており、その場合に閉鎖部材は、スライダ部材の開放運動の途中で、それぞれ対応づけられた開口部を順次解放する。それによって第１の閉鎖部材の移動路の実質的に２段階の開放を達成することができ、それによって簡単な手段で排ガス流の特にフレキシブルな調節可能性が与えられる。特に閉鎖部材の、適切な、たとえば円錐状の形成によって、２段階に加えて良好な無段階の調節可能性も実現することができる。閉鎖部材に閉鎖方向に圧力が供給される場合に、２段階の開放によって、必要な開放力を小さく抑えることができる。というのは、開口部の横断面全体を一度に解放する必要がないからである。
【０００９】
好ましい形態において、制御機構は、アクチュエータの力を適切にスライダ部材へ案内するために、少なくとも１つの回転可能に軸承されたレバーを有している。その代りに、あるいはそれに加えて、制御機構は、偏心した部材を有する回転可能な軸または溝付きリンクディスクを有することができる。制御機構のこれらの機械的部材は、それぞれそれ自体で、あるいは組み合わせて、アクチュエータの第１の位置に第１のスライダ部材の開放を対応づけ、アクチュエータの第２の位置に第２のスライダ部材の開放を対応づけるのに、適している。その場合にそれぞれ制御機構の設計に応じて、適切なアクチュエータの選択に関して高い柔軟性が得られる。すなわち、アクチュエータは、好ましくは線形の、特に油圧の駆動ユニットを有することができ、あるいは回転式の、特に電動の駆動ユニットを有することができる。原則的に、各アクチュエータは、本発明に基づく装置と組み合わせるのに適している。制御機構を適切に設計する場合に、アクチュエータの空間的な配置を、アクチュエータが還流される排ガスによりわずかな熱供給しか受けないように、行うことができる。
【００１０】
本発明に基づく装置の好ましい形成において、少なくとも第１の閉鎖部材は、皿状に形成されている。密に閉鎖する弁皿は、わずかな組込み空間しか必要とせず、安価に形成することができる。
【００１１】
代替的な形成において、少なくとも第１の閉鎖部材は、円錐状に形成されており、それによって、適切な形成において、該当する接続端の間で開放を特に良好に調節することができる。
【００１２】
さらにまた、少なくとも第１の閉鎖部材は、回転可能な閉鎖フラップを有することができる。しかし一般的に、温度要請に適した各仕様の閉鎖部材を設けることができる。
【００１３】
本発明に基づく装置の他の利点と特徴が、以下で説明する実施例および添付の図面から明らかにされる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明に基づく装置の２つの実施例を記載し、添付の図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１に示す第１の実施例に基づく装置は、第１の接続端２、第２の接続端３および第３の接続端４を備えたハウジング１を有している。第１の接続端２は、図面によれば、２つに分かれているが、図示されない適切な分岐を介して、内燃機関に排ガスを供給するための同一の排ガス通路に接続されている。従って、図式的な断面表示に基づいて分離されている、ハウジング１の２つのチャンバ２ａ、２ｂは、実質的に同一の排ガス圧を供給される。
【００１６】
チャンバ２ａ、２ｂの間に、接続端３と接続されたチャンバ３ａおよび接続端４と接続されたチャンバ４ａが設けられており、その場合に壁５がチャンバ３ａ、４ａを互いに分離している。チャンバ３ａは、接続端２のチャンバ２ａへの接続３ｂと、接続端２のチャンバ２ｂへの接続３ｃを有している。チャンバ４ａは、接続端２のチャンバ２ａへの接続４ｂと、接続端２のチャンバ２ｂへの接続４ｃを有している。接続４ｂ、４ｃおよび接続３ｂ、３ｃは、それぞれ共通の軸上に対をなして配置されている。
【００１７】
第１のスライダ部材６が、接続４ｂ、４ｃの結合軸に沿って配置されている。スライダ部材は、その長手方向に並進的に移動可能なスライダロッド６ａを有しており、それがハウジング１の外側の切欠き６ｂにおいて実質的に密閉されて滑り移動するように案内されている。スライダロッド６ａの一方の端部に、弁ロッド６ａと結合されて、弁皿６ｃとして形成された閉鎖部材が設けられており、その閉鎖部材が接続４ｃに密着して添接することができる。第２の弁皿６ｄが、スライダロッド６ａ上に滑り移動するように軸承されており、ばね部材６ｇを介して第１の弁皿６ｃに対して支持されている。スライダロッド６ａの他方の端部において、スライダロッドは滑動片６ｅを有しており、その場合にばね６ｆがチャンバ２ａの壁と滑動片６ｅとの間に支持されている。
【００１８】
ばね６ｆは、図１の表示によれば、第１のスライダ部材６に左へ向いた力を供給する。第１のスライダ部材６の、図示の閉鎖された位置において、第２の弁皿６ｄは、ばね６ｇによって接続４ｂへ密着するように押圧されるので、ばね６ｇは、ハウジング１に対する支持に関してばね６ｆと逆の力をもたらす。ばね６ｆは、ばね６ｇよりも強く設計されているので、合計されたばね力が２つの弁皿６ｃ、６ｄを閉鎖された位置に保持する。
【００１９】
第１のスライダ部材６に対して平行に、第２のスライダ部材７が配置されており、その第２のスライダ部材は第１のスライダ部材６と全く同様に構成されているので、そのコンポーネントは、それに応じた参照符号７ａから７ｇを有している。第２のスライダ部材７は、接続３ｂ、３ｃの軸上に配置されているので、その弁皿７ｃ、７ｄは接続３ｃ、３ｄを閉鎖するように配置されている。第１のスライダ部材６とは異なり、第２のスライダ部材７は、完全に開放された位置で示されており、それは、スライダロッド７ａの右へ移動された位置において認識される。その場合に明らかに、第２のスライダ部材７の第１の弁皿７ｃは、それに対応づけれた開口部３ｃから、第２の弁皿７ｄに対応づけられた開口部３ｂからの第２の弁皿の距離よりも、大きい距離を有している。それに基づいて２段階の開放プロセスが明らかにされ、その場合にそれぞれのスライダ部材６、７がばね６ｆ、７ｆの力に抗して押し込まれる場合に、まず、終端側の固定の弁皿６ｃ、７ｃの開放がもたらされる。この第１の開放部分の途中で、弁皿間のばね６ｇ、７ｇが徐々に弛緩して、ついには第２の弁皿６ｄ、７ｄが弁ロッド６ａの図示されない連動子を介して開放方向に強制移動される。この２段階の開放によって、還流される排ガスの、特に良好に定められた配量がもたらされる。
【００２０】
制御機構８は、回転可能に軸承されたレバー８ａを有しており、その場合に回転点はハウジング１に対して位置固定されている。
【００２１】
回転可能に軸承されたレバー８ａは、一方の方向に移動する場合にレバー８ａのスライド面８ｂが第１のスライダ部材のスライドカム６ｅと協働し、逆の方向に変位する場合には第２のスライダ部材７のスライドカム７ｅと協働するように、形成されている。その場合に、それぞれ操作されないスライダ部材は、レバー８ａのスライド面８ｂとの係合から外れるので、このスライダ部材は上述したばね力によって閉鎖されている。
【００２２】
図示されないアクチュエータが、線形の液圧による力導入ユニットとして形成されている。アクチュエータを用いて、レバー８ａは１つの方向または他の方向に移動可能に駆動することができ、それによって第１のスライダ部材６または第２のスライダ部材７が開放方向に操作される。第１のスライダ部材６が開放方向に操作された場合に、排ガスを供給するチャンバ２ａ、２ｂが接続４ｂ、４ｃを介してそれぞれチャンバ４ａと接続される。その場合に接続端４は、還流される排ガスの排ガスクーラーへ通じている。レバー８ａが逆方向に同様に操作された場合に、第２のスライダ部材７が開放方向に操作され、その場合にチャンバ２ａ、２ｂが接続３ｂ、３ｃを介してチャンバ３ａと接続される。チャンバ３ａは、接続端３を介して、排ガスクーラーを並列に迂回する、バイパス導管と接続されている。
【００２３】
従って全体として、唯一のアクチュエータの１次元の調節によって、排ガス流が排ガスクーラーと接続されるか、バイパス導管と接続されるかの選択も行うことができ、還流される排ガスの配量も保証することができる。その場合に弁皿４ｂ、４ｃ、３ｂ、３ｃは、還流される排ガス流のさらに細かい配量を可能にするために、少なくとも部分的に円錐状に形成して、場合によってはそれに対応するカップ形状の弁座内に収容することができる。
【００２４】
図２に示す第２の実施例は、第１の実施例とは異なり、接続端１０２を備えた、唯一の供給するチャンバ１０２ａのみを有している。供給するチャンバ１０２ａは、第１の接続開口部１０３ｂを介して第２の接続端１０３のチャンバ１０３ａと接続され、接続開口部１０４ｂを介して第３の接続端１０４のチャンバ１０４ａと接続されている。第１の実施例の場合と同様に、第１のスライダ部材１０６と第２のスライダ部材１０７が設けられている。供給導管１０２ａと排出導管１０３ａ、１０４ａの間にそれぞれ１つの接続１０３ｂ、１０４ｂのみを有するハウジング１０１の簡略化された形態に基づいて、スライダ部材１０６、１０７の各々は、１つの弁皿１０６ｃ、１０７ｃのみを有しており、その弁皿はそれぞれ該当するスライダロッド１０６ａ、１０７ａの端部に固定されている。第１の実施例におけるのと同様に、２つのスライダロッド１０６ａ、１０７ａは、ハウジング１０１の開口部１０６ｂ、１０７ｂ内で案内されて、ばね１０６ｆ、１０７ｆを介して閉鎖方向に付勢されている。スライダロッド１０６ａ、１０７ａの終端側に、スライド面１０６ｅ、１０７ｅが設けられている。第２の実施例の制御機構１０８は、回転可能な軸１０８ａを有しており、その軸はスライダロッド１０６ａ、１０７ａに対して垂直に延びており、それぞれスライド面１０６ｅ、１０７ｅの高さにカム状の偏心した部材１０８ｂ、１０８ｃを有している。偏心した部材１０８ｂ、１０８ｃは、実質的に同じ形状であるが、互いに対して１８０°の回転角度だけ変位して軸１０８ａ上に固定されている。
【００２５】
図２に示す軸１０８ａの回転位置において、一方の偏心子１０８ｂがそれに対向するスライド面１０７ｅに作用して、スライダロッド１０７ａがばね力に抗して開放方向に最大に押し込まれて、スライド部材１０７が開放されている。それに対して他方の偏心子１０８ｂは、第１のスライダ部材１０６のスライド面１０６ｅに作用しないので、第１のスライダ部材１０６はばね力によって閉鎖されている。図から明らかなように、カム１０８ｂ、１０８ｃは、スライダ部材１０６、１０７のいずれも開放されない、回転軸１０８ａの回転位置が生じるように、急峻に形成されている。カムの側面の形成に基づいて、それぞれ回転位置に応じて、スライダ部材１０６、１０７の部分的な開放も可能であって、その場合にそれぞれ他方のスライダ部材は閉鎖されている。
【００２６】
図示されないアクチュエータは、電動機の形式に従って形成されており、場合によっては変速トランスミッションを介して回転軸１０８ａと結合されている。しかしまた、アクチュエータは線形の液圧シリンダであってもよく、それは、たとえばラックとピニオンを介して線形の運動を回転軸の回転運動に変換する。
【００２７】
なお、第１と第２の実施例のコンポーネント、特に制御機構８、１０８を交換することもできる。すなわち、たとえば、スライダ部材の一方だけを２段階に形成することができる。同様に、閉鎖部材の配置に、それぞれ排ガス圧の配置に応じて、閉鎖方向または開放方向にエネルギを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に基づく装置の第１の実施例を図式的に示す断面図である。
【図２】本発明に基づく装置の第２の実施例を図式的に示す断面図である。
【図１】
2009507172.tif 000003
【図２】
2009507172.tif 000004
【国際調査報告】
2009507172.tif 000005
2009507172.tif 000006
2009507172.tif 000007
2009507172.tif 000008