-
Ventil für ein Auspuff-Absperrsystem von Fahrzeugen.
-
Die Erfindung betrif@t ein verbessertes Ventil für ein Absberrsystem
im Auspuff von Fahrzeugen, die vorzugsweise ein Gebläse oder eine Turbine zum Antrieb
eines Gebläsevor= ver@i@@ters aufweisen, der einen Teil des Ansaugsystems des Fahrzeuges
bildet.
-
Bei Fahrzeugen mit einem einfachen Ansaugsystem,das einen von den
Auspuffgasen betriebenen Vorverdichter nicht auf= weise, kann ein die Strömung der
Auspuffgase beschränkendes und mithin einen Gegendruck erzeugendes Ventil an jeder
beliebigen Stelle des Auspuffrohres zwischen dem Auspuff= stutzen und dem Auspuffschalldämpfer
bzw.einem sonstigen Ausla@ angeordnet werden.
-
Wenn jedoch ein Ventil in die Auspuffleitung eingeschaltet werden
soll zwischen eine Geblase od einer Turbine (im folgenden zur vereinfachten Bezugnahme
ebenfalls als Gebläse bezeichnet) und dem Schalldämpfer oder Auslaß, verursacht
der gewünschte Gegendruck, der sich im Auspuff= r<hr und Auspuffstutzen nach
dem Schließen des Ventile bildet1
Schäden an den Geblseteilen und
verursacht Gasverluste'im Gebläse. (s sei bemerkt, daß der hier benutzte Begriff
Gebläse" sich nicht nur auf die Gebläsewelle oder das Laufrad bezieht, sondern auf
die ganze Einheit, einschließlich des Gehäuses,des Schafts, der Lager, der Dichtungen
ul1d zugehöriger Bestandteile).
-
Es ist schon versucht worden, die genannten Schwierigkeiten dadurch
zu überwinden, daß in der Auslaßöffnung der Auspuff= stutzen eine Drosselklappe
in Richtung der Auspuff-Gasströ= mung gesehen vor dem Geblase eingebaut worden ist.
Derartige Drosselklappen weisen aber im Betrieb eine Reihe von Mängeln auf. Sie
erfordern beim Schließen gegen den herrschenden Gasdruck eine hohe Kraft und stellen
im geöffneten Zustand einen beachtlichen Widerstand gegen die Gas strömung dar.
-
Falls sie nicht aus einem hochtemperaturfesten Material hergestellt
sind, werden sie darüber hinaus infolge ihrer zwangsläufig schlanken Ausbildung
durch die hohe örtliche Wärme entwicklung bald funiftionsunfähig. Auch wird dabei
die Abmessung der Auspuffleitung erheblich erhöht.
-
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein einfaches Ventil flir
ein Auspuff-Absperrsystem zu schaffen, das zwischen eine Auspuffleitung und ein
von den Auspuffgasen angetrie= benes Geblase anzuordnen ist. Das Ventil soll aus
dem Strömungsweg der Auspuffgase herausziehbar sein und in dieser Stellung einen
geringen oder keinen Widerstand für
die Strömung der Auspuffgase
darstellcn, so daß sein Einfluß auf Richtung und Geschwindigkeit des in das Geblase
einstfömenden Gases vernachlässigbar ist. Das Ventil darf nur eine geringfügige
kraft erforderF,wenn es in die offene oder in die geschlossene Stellung verbracht
wird, und IdUß vorzugsweise so einstellbar sein, daß es den DurchfluÇ' auch einer
Teilmenge des Auspuffgases zuläßt.
-
Das Ventil für ein Auspuff-Absperrsystem nach der ,rfindung weist
ein Ventilgehäuse auf mit mindestens einer Einlaß= öffnung an einer Seite und mit
mindestens einer Auslaß= öfl'nung. in der anderen Seite des Gehäuses, die zueinander
in beradliniger Verbindung liegen, wobei das Gehäuse so gestaltet ist, daß es in
einer Abgasleitung zwischen einem Auspuffstutzen und ein Gebläse eingeschaltet ist.
In dem Ventilgehäuse liegt mindestens ein verschiebbares Ventilglied, das so gestaltet
und angepaßt ist, daß es in seiner Arbeits= stellung sich mindestens teilweise über
und zwischen die in einer Linie liegenden BinlaS-und Auslaßöffnungen erstreckt und
das in zurückgezogener Stellung den freien Durchgang der Auspuffgase zwischen den
geradlinig gegenüberliegenden Öffnungen zuläßt, wobei jedes Ventilglied mit einer
Schub= stange verbunden ist, die eine Bohrung in dem Gehäuse durchsetzt und die
Bewegung des Ventilgliedes gestattet.
-
Bei einer Ausführungsform der Erfindung liegen in dem
Ventilgehäuse
zwei Einlaßdffnungen geradlinig zwei Auslaß= öffnungen gegenüber und das Ven-tilglied
bes-leht aus zwei Sperrgliedern, die über ein Brückenstück miteinander ver= bunden
sind.
-
Bei schweren Fahrzeugen, die eine Auspuffleitung mit Zwillin.gsöffnuTlg
aufweisen, ist es -wiinscllenswert, lediglich eine öffnung mittels eines Auspuffventils
mindestens teil= weise zu schließen, um eine schnelle Abbremsung des Motors herbeizuführen,
die ein kontolliertes Umschalten des automatischen Wechselgetriebes gestattet. Bei
manchen großen Dieselmotoren, die gewöhnlich als Dual-Dieselmotoren bezeichnet werden,
ist es üblich.die Brennstoffzufuhr zu einem Teil der Zylinder zeitweilig zu sperren.
Diese Zylinder sind mit einer gemeinsamen Auspuffleitung verbunden und werden dann
als Kompressoreinheit benutzt; die verbleibenden arbeitenden Zylinder dienen dem
Antrieb. Die so erhaltene Kompressorluftwird für den Antrieb zusätzlicher, mit dem
Fahrzeug verbundener Ausrüstungsteile benutzt. Ein Ventil des Paares Auspuff-Absperrventile
wird vorzugsweise zur Kontrolle des Drucks der Kompressorluft herangezogen.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegen in dem Ventilgehäuse
mindestens zwei Einlaßöffnungen einer entsprechenden Zahl von Auslaßöffnungen geradlinig
gegenüber.
-
Entsprechend der Anzahl an Einlaßöffnungen ist eine Anzahl
von
Ventilgliedern vorhanden, die in dem Gehäuse unabhängig voneinander zwischen den
zugehörigen Einlaß- und den AusX laßöffnungen verschiebbar sind.
-
Dic @rfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen mit Ausführungsbeispielen
näher erläutert: Es zeigen: Fig. 1 eine vollstandige Ventileinrichtung nach einer
Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer und auseinandergezogener Anordnung,
Fig. 2 die Draufsicht eines Ventils nach Fig. 1, wobei das verschieblic@e Ventilglied
in der zurück gezogenen Lage dargestellt und die Abdeckung entfernt ist, Fig. 3
eine zweite Ausführungsform einer vollständigen Ventileinrichtung nach der Erfindung
in perspe@tivischer und auseinand@rgezogener Darstellung und Fig. 4 die Draufsicht
den Ventils nach Fig. 3, wobei das verschiebliche Ventilglled in der zurück gezogenen
Lage dargestellt und die Abdeckung entfernt ist.
-
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 besteht das Ventilgehäuse
10 aus einem Ventilkasten 11, aus einer
Abde@kung 12 und, falls
erwünscht, aus einem nicht darge= stellten Dichtungsring, der zwischen die sich
berührenden Flächen der beiden Teile 11 und 12 eingelegt ist. Der Ventilkasten 11
und die Abdeckung 12 weisen einander entsprechende Bohrungen 13 für das Zusammenschrauben
des Ventilgehäuses auf, die es außerdem gestatten, die gegen überliegenden Flansche
einer nicht dargestellten Auspuff= leitung mit zwei Öffnungen und eines ebenfalls
nicht darge= stellten Gebläses des vorstehend beschriebenen Typs anzuschrauben.
-
Das Innere 14 des Ventilkastens 11 ist, mit Ausnahme eines hochstehenden,
über beinahe die halbe Innenlänge sich erstreckenden zentralen Steges 15, mit einer
Ausnehmung versehen und bildet so eine Kammer, in der ein im wesentlichen flaches
Ventilglied 16 verschiebbar ist. Ein Paar rechteckig geformter Löcher 17 (hier als
Einlaßöffnungen bezeichnet) sind in der \.and 18 an einer Seite des Ventilkastens
ange= ordnet, wobei jeweils ein Loch auf jeder Seite das Steges 15 liegt, Jedes
Loch 1Y weist eine fläche auf, die geringfügig kleiner ist als diejenige Fläche,
die von den Seitenwänden des Ventilkastens und dem Steg 15 gebildet wird; demzufolge
stellen die beiden Löcher zwei voneinander getrennte Durchlaßöffnungen dar. Diese
Durchlaßöffnungen sind derart angeordnet und ausgebildet, daß sie mit den Öffnungen
einer nicht dargestellten Auspuffleitung übereinstimmen,an die die
Ventileinrichtung
anliegt.
-
Die Abdeckung 12 ist in gleicher Weise mit Löchern 19 versehen, die
ein Paar Auslaßöffnungen bilden, welche in geradliniger Verbindung stehen mit den
beiden Einlaßöf@nungen 17 und den Öffnungen in einem nicht dargestcllten Gebläse=
gehäuse, an das die Ventileinrichtung anliegt.
-
Die Ausnehmung 14 des Ventilkastens, die von dem hochstehen= deii
-tog unterbrochen ist, stellt einen Führungsgang dar, in der das flache verschiebbare
ventilglied 16 sich bewegen i ann zwecks Freigabe der Öffnungen für das Durchströmen
der Auspuffgase. Die Bodenwand 18 der Ausnehmung 14 kann zur Verringerung der wirksamen
Reibungsfläche mit einer flachen @inbuchtung 18a versehen sein.
-
Da Ventilglied 16-besteht aus zwei Sperrgliedern 20, die durch eine
13rücRe 21 miteinander verbunden sind und ein zusam@enhängendes Bauteil bilden.
Die Sperrglieder 20 sind durch einen Abstand voneinander getrennt, der geringfügig
größer ist als die Breite des Steges 15, der die beiden Einlaßöffnungen 17 in dem
Ventilkasten 11 voneinander trennt.
-
Dr Steg 15 liegt zwischen den beiden Sperrgliedern 20 unddient deren
Führung una? Stabilisierung.
-
Das Ventilglied 16 ist in der Ausnehmung 14 des, Ventil kastens 11
zwischen der Bodenwand 18 und der Abdeckung 12
verschiebbar, so
daR es jedes Paar gegenüberlieg;nder Öffnungen 17,19 in den beiden, das Ventilgehäuse
bildenden Teilen 11 und 12 gleichzeitig entweder abdichtet oder freigibt.
-
Die Ausnehmung 14 des Ventilkastens 11 weist eine solche Länge auf,
daß das Ventilglied 16 in der zurückgezogenen Lage nach Fig. 2 die Löcher 17,19
vollständig freigibt.
-
Eine Wandung 22 des Ventilkastens, die von dem mit Löchern versehenen
Ende des Gehäuses entfernt liegt, ist mit einer Lochung und Führungsbuchse 23 für
eine Schubstange 24 versehen, die an der Brücke 21 des Ventilgliedes 16 befestigt
ist. Um eine gegenseitige Beweglichkeit zwischen der Schub= stange 24 und dem Ventilglied
zu ermöglichen, besteht die Befestigung vorzugsweise aus einer T-'Schlitzverbindung
25, so daß ein ausreichendes Spiel vorhanden ist.
-
Abhängig von der jeweiligen Anordnung der Ventileinrichtung in einem
Auspuffsystem können die hier als kinlaß- bzw. als Auslaßöffnungen bezeichneten
Teile in Wirklichkeit zu Auslaß- bzw. Einlaßöffnungen werden.
-
Der Ventilkasten 11, dessen Abdeckung 12 und das Ventilglied 16 können
beispielsweise aus Gußeisen, die Schubstange 24 aus rostfreiem Stahl und die Buchse
23 aus Phosphorbronze hergestellt werden.
-
Zur oberwachung der Bewegung des Ventilgliedes in dem V@ntilgehäuse
können verschiedene Methoden angewandt werden: Die Schubstange 24 wird gewöhnlich
mit einem Kolben eines nicht dargestellten hydraulischen oder pneumatischen Zylinders
verbunden zur Verschiebung des Ventilgliedes 1 6 zwise@en dessen absperrender und
zuruckgezogener Lage in deni Ventilgehäuse. i)er Zylinderkolben wird zweckmäßig
gegenüber der zurückgezogenen Lage oder der Absperrlage des Ventilgliedes 16 mit
einer Federvorspannung versehen oder er kann Teil eines doppelt wirkenden Zylinders
sein.
-
@@r @etätigung durch den Fahrzeugführer kann der Zylinder in einen
geeigneten Flüssigkeitskreislauf eingeschaltet sein oder beispielsweise mit der
pneumatischen Bremsung @@er der Schlie en des Fahrzeuggashebels gekoppelt sein.
-
Die Se@@@stange 24 kann aber auch über ein Gestänge mit eine@ Kontrollhebel
in der Fahrzeugkabine oder beispiels= weise mit dem Fahrzeuggashebel oder dem pneumatischen
Bremssystem verbunden sein.
-
Das Ausma@ der Bewegung der Schubstange 24 kann beispiels= weise dadurch
überwacht werden, daß an dem System, mit dem die Senubatange verbunden ist, oder
an ihr selbst ein e@@@@@llbarer Anschlag angebracht ist.
-
Bei der Ausführungsform der Erfindung nach den Fig. 3 und 4 bestent
das Ventilgehäuse 30 aus einem Ventilkasten 31,
aus dessen Abdeckung
32 und, falls erforderlich, aus einer nicht dargestellten Dichtung, die zwischen
den sich berührenden Flächen der beiden rlleile 30 und 32 angeordnet ist. Der Ventilkasten
31 und die Abdeckung 32 sind mit einander en-tsprechenden Bohrungen 33 versehen
fifr das Zusammenschrauben des Ventilgehäuses und zum Verbinden von gegenüberliegenden
Flanschen einer nicht dargestellten Auspuffleitung mit zwei Öffnungen und einer
nicht darge= stellten Geblaseeinhei-t, wie sie vorstehend beschrieben worden ist.
-
Das Innere 34 des Ventilkastens 31 weist, mit Ausnahme eines hochstehenden,
quer über die Breite des Kasteninneren sich erstreckenden zentralen Steges 35, eine
Ausnehmung auf und bildet so zwei Kammern, in denen jeweils ein im wesentlichen
flaches Ventilglied 36 verschiebbar ist.
-
In der Bodenwand 38 des Ventilkastens 31 sind ein Paar rechteckig
geformte Löcher 37 (hier als Einlaßöffnungen bezeichnet) angeordnet. Jeweils ein
Loch befindet sich an je einer Seite des hochstehenden Steges 35 und grenzt an diesen
an. Jedes der Löcher 37 weist eine Fläche auf, die etwas geringer ist als die Halfte
derjenigen Fläche, die von drei Seitenwänden des Ventilkastens und dem Steg 35 begrenzt
ist., Die Löcher bilden mithin zwei getrennte Durchlaßöffnungen in zwei voneinander
getrennten Kammern.
-
Diese Durchlaßöffnungen sind derart angeordnet und gestaltet,
daß
sie mit den Öffnungen in einer nicht dargestellten Auspuffleitung übereinstimmen,
an die bestimmungsgemäß die Ventileinrichtung anliegt.
-
Die Abdeckung 32 ist in gleicher Weise mit Löchern 39 ausgestattet,
die ein Paar Auslaßöffnungen bilden, welche in geradliniger Verbindung mit den beiden
Einlaßöffnungen 37 und Öffnungen in einem nicht dargestellten Gebläsegehäuse liegen,
an das die Ventileinrichtung bestimmungsgemäß anliegt.
-
Die Ausnehmung 34 des Ventil.Rastens stellt an jeder Seite des hochstehenden
Steges 35 einen Gang dar, in dem eines der flachen verschiebbaren Ventilglieder
36 bewegt werden kann zwecks Freigabe der Durchlaßöffnungen für die Strömung der
Auspuffgase. Die Bodenwand 38 der Ausnehmung es Gehäuses 30, auf der die Ventilglieder
gleiten, kann eine niedrige Einbuchtung 38a aufweisen, um die wirksame Reibungs=
fläche zu verringern.
-
Jedes Ventilglied 36 weist ein Sperrglied 40 auf und ist in den entsprechend
ausgenommenen Abschnitten 34 des Ventil= kastens 31 zwischen der Bodenwand 38 und
der Abdeckung 32 verschiebbar, so daß beide Paare gegenüberliegender Öffnungen 37,
39 der beiden Gehäuseteile 31 und 32 gleich= zeitig oder aber unabhängig voneinander
gesperrt oder geöffnet werden können.
-
Jeder Ausnehmungsabschnitt 34 des Ventilkastens hat eine solche Länge,
daß das Ventilglied 36 in der zurückgezogenen Stellung nach Fig. 4 die Öffnungen
37 ,39 vollständig freigibt. Die beiden Wände 42 des Ventilkastens sind durchbohrt
und mit je einer Führungsbuchse 43 versehen, durch die sich eine Schubstange 44
erstreckt, die mit dem zugehörigen Ventilglied 36 verbunden ist. Um eine gegen=
seitige Beweglichkeit zwischen den Schubstangen 44 und den zugehörigen Ventilgliedern
36 zu erzielen, wird vorzugsweise eine T-Schlitzverbindung 45 angewandt, die ein
genügendes Spiel aufweist.
-
Abhängig von der Anordnung der Ventileinrichtung in einem Auspuffsystem
können die hier als Einlaß- bzw. als Auslaß= öffnungen bezeichneten Teile in Wirklichkeit
Auslaß- bzw.
-
Einlaßöffnungen sein.
-
Die Werkstoffe, aus denen die verschiedenen Bestandteile des Ventils
herzustellen sind, können die gleichen sein, wie sie vorstehend mit Bezug auf die
Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 beschrieben worden sind.
-
Die Bewegungen der beiden Ventilglieder 36 in dem Gehiltse können
unabhängig voneinander oder gemeinsam mittels der gleichen Verfahren überwacht werden,
wie sie vorstehend für die erfindungsgemäße Ausführungsform nach den Fig. 1 und
2 beschrieben worden sind.
-
Obwo@l es hier nicht dargestellt ist, schliet die vorlie= gende @rfindung
aucll einen Ventilaufbau ein, der vorstehend allgemein n beschrieben worden ist,
der aber nur eine Durchlaßöffnung aufweist.
-
Die vorliegende Erfindung umfaßt ferner eine Ventilanordnung @hnlich
der in den Fig. 1 und 2 gezeigten, bei der jedoch der hochstehende zntrale tog 15
sich über die gesamte Län@e der Ausnehmung 14 erstreckt und so zwei getrennte Kammern
(ännlich den in Fig. 3 gezeigten) bildet zur Aufnahm@ zweier unabhängig voneinander
verschiebbarer Ventilglieder. Ein derartiger,sich über die gesamte Innen= länge
erstreckender Steg muß nicht notwendigerweise zusammen mit @em Ventilkasten als
ein einziges Teil gegos= sen werden. @r kann statt dessen auch von einem Metallstreifen
gebilde@ werden, der in Schlitzen an jedem Ende des Ventil= kastens gehaltei£ ist.
In dem zentralen Steg kann eine Öffnung oder eine Ausnehmung vorgesehen sein, um
in den beiden durch den Steg getrennten Kammern einen Ausgleich des @@rrschenden
Druckes zu erzielen, wenn die Ventilglieder sich in der Schließlage befinden.
-
dW zwei hervorgehoben, daß das Ventil nach der vorliegenden Erfindung
"selbstrein@gend" ist, und daß Kohlenstoff oder andere feste Verbrennungsprodu@te,
die sich während der Absperrbewegung (Ventil geschlossen) an den verschiebbaren
Ventilgliedern ansetzen, während des Öffnens der Ventilglieder abgestreift und über
das Auspuffsystem entfernt werden.