DE2550406C2 - Zusatzluft-Steuerventil in Abgasnachverbrennungseinrichtungen von Brennkraftmaschinen - Google Patents
Zusatzluft-Steuerventil in Abgasnachverbrennungseinrichtungen von BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zusatzluft-Steuerventil in Abgasnachverbrennungseinrichtungen von
Brennkraftmaschinen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist ein Zusatzluft-Steuerventil dieser Art bekannt,
das als Zweiwegeventil ausgebildet ist und das in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgas-Katalysators
und von der Zylinderkopftemperatur die Zusatzluft dem Abgassammler zuführt oder über einen Abblasauslaß
an die Umgebung abgibt (DE-OS 23 63 336). Ferner ist ein weiteres, ähnliches Zusatzluft-Steuerventil
bekannt (US-PS 34 30 437), das ebenfalls als Zweiwegeventil arbeitet und in Abhängigkeit vom Ansaugunterdruck
die Zusatzluft in den Abgassammler bzw. an die Umgebung abgibt. In diesen beiden Fällen ist eine
Frischluftzufuhr jeweils nur bei Erfüllung bzw. Ausbleiben, eines Parameters mögiich und daher der Einsatzwert gering, da nur ein kleiner Bereich der Betriebsbedingungen
erfaßt werden kann.
Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß es sinnvoll
sein kann, nicht nur in den Abgassammler, sondern auch in den nachgeschalteter. katalytischer. Wandler unmittelbar
in Abhängigkeit von bestimmter: BetrieDsbedingungen, Zusatzluft einzuspeisen. Bisher wurden in
solchen Fällen für die jeweilige Einspeisung gesonderte Zweiwegeventile vorgesehen, so daß sich ein relativ
großer konstruktiver Aufwand ergab.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zusatzluft-Steuerventil der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzubilden,
daß ohne ein zusätzliches Steuerventil und insgesamt mit kleinem Aufwand neben dem Abgassammler
auch der katalytische Wandler selektiv mit Zusatzluft versorgt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Durch den
Einsatz gegensinnig wirkender, axial fluchtender Ventilkörper für die selektive Zusatzlufteinspeisung in
Abgassammler und katalytischen Wandler wird es möglich, die Bewegung des Ventilstößels nach beiden
Richtungen für ein Dreiwegeventil auszunutzen.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es ist aus der US-PS 30 60 678 bekannt. Zusatzluft
über ein unterdruckabhängig gesteuertes Ventil wechselweise über zwei Leitungen einem Nachbrenner
zuzuführen, und zwar einmal unmittelbar, zum anderen über eine Vorwärmstrecke im Gegenstrom zum Abgas,
wobei die Zulaufseite dieses Ventils an ein weiteres unterdruckabhängig gesteuertes Ventil angeschlossen
ist, das zu einem Abblasauslaß führt
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
nähe.' erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Zusatzluft-Steuerventil, das in eine
Abgasnachverbrennungseinrichtung einer Brennkraftmaschine eingebaut ist;
F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerventils:
F i g. 2A eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht von Elementen des in F i g. 2 gezeigten Steuerventils;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerventils;
Fig.3A eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht
von Elementen des in F i g. 3 gezeigten Steuerventil;
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerventils; und
Fig.4A eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des in F i g. 4 gezeigten Steuerventils.
F i g. 1 zeigt schematisch eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 1 mit ihrem Abgassystem, in dem sich ein
Zusatzluft-Steuerventil 7 befindet Eine Luftpumpe 5, die von der Kurbelwelle der Maschine 1 gedreht werben
kann, weist einen Lufteinlaß 5a und einen Luftauslaß Sb
ίο auf. Ferner ist ein Luftfilter 6 vorgesehen, der einen
Haupteinlaß, einen Rücklaufeinlaß 6a sowie einen Auslaß 6b hat Der Einlaß 5a der Luftpumpe 5 ist mit
dem Auslaß 6b des Luftfilters 6 über eine Leitung 26 verbunden. Der Abgassammler 2 der Maschine 1 hat
vier Einlasse, von denen jeder mit einem Abgasauslaß der Maschine 1 verbunden ist die wiederum jeweils mit
einer Luftleitung 20 verbunden sind, so daß in diese Auslässe unter Steuerung durch das Zusatzluft-Steuerventil
7 Luft eingespeist werden kann. Der Auslaß des Abgassammlers 2 ist mit einem Ende einer Abgasleitung
3 verbunden, deren anderes E1^Je mit einem katalytischen
Wandler 4 verbunden ist.
Das Steuerventil 7 hat einen Einlaß 8, mit dem der Auslaß Sb der Luftpumpe 5 über eine Leitung 18
verbunden ist Ferner hat das Steuerventil 7 einen ersten Auslaß 10, einen zweiten Auslaß 11 sowie einen dritten
Auslaß 12. Der erste Auslaß 10 ist mit der Luftleitung 20 über eine Leitung 19 verbunden, wobei ein erstes
Rückschlagventil 21 zwischen der Luftleitung 20 und der Leitung 19 vorgesehen ist damit kein Rückstrom
erfolgen kann. An der Abgasleitung 3 befindet sich eine Luftleitung 23, die unmittelbar stromauf des katalytischen
Wandlers 4 in die Abgasleitung mündet Der zweite Auslaß 11 des Steuerventils 7 ist mit der
Luftleitung 23 über eine Leitung 22 verbunden, wobei ein zweites Rückschlagventil 24 zwischen der Leitung
22 und der Luftleitung 23 Rückstrom verhindert Der dritte Auslaß 12 ist mit dem Rücklaufeinlaß 6a des
Luftfilters 6 über eine Bypassleitung 25 verbunden.
Im folgenden wird auf F i g. 2 eingegangen, in der das Steuerventil 7 ausführlicher dargestellt ist. Es hat ein im
wesentlichen zylindrisches Gehäuse 9a, das wie in F i g. 1 senkrecht angeordnet ist Das Gehäuse 9a
begrenzt eine zylindrische Ventükamnier 9 und umfaßt
vier um die Ventilkammer 9 herum angeordnete Durchlässe 9b, 106, Ub und 12Z>. Der erste, radiale
Durchlaß 9b liegt auf einer Seite der Ventilkammer 9 und bildet den Einlaß 8. Der zweite, axiale Durchlaß 10Z>
liegt koaxial zur Ventilkammer 9 an deren einem Ende und unter rechtem Winkel zum ersten Durchlaß 9b. Der
zweite Durchlaß 10Z> bildet eine Vorkammer 10c mit
einem Auslaß 10t/, der unter einem ungefähr rechten Winkel zum zweiten Durchlaß auf der zum ersten
Durchlaß 9b gegenüberliegenden Seite der Ventilkammer 9 liegt Der Auslaß lOc/bildet den ersten Auslaß 10
des Steuerventils, der parallel zum Einlaß 8, jedoch in entgegengesetzter Richtung dazu verläuft.
Der dritte Durchlaß 11Z> befindet sich am anderen
Ende der Ventilkammer 9 und liegt koaxial zur Ventilkammt-i· 9 und zum zweiten Durchlaß 10Z>
und bildet den zweiten Auslaß 11, der unter rechten Winkeln
zum Einlaß 8 und zum ersten Auslaß 10 verläuft Der vierte Durchlaß 126 befindet sich auf der zum ersten
Durchlaß 9b diametral gegenüberliegenden Seite der
Ventilkammer 9 und hat einen etwas geringeren Durchmesser als der erste Durchlaß 9b. Auf der
Außenseite der Ventilkammer 9 befindet sich eine Nebenkammer 12c/, die koaxial zum vierten Durchlaß
126 angeordnet ist und einen etwas größeren Durchmesser
als der vierte Durchlaß hat. Die Nebenkammer 12c/verbindet den vierten Durchlaß 126 mit dem dritten
Auslaß 12 an einem nach innen ragenden Ringflansch 12e vorbei. Der dritte Auslaß 12 verläuft parallel zum
ersten Auslaß 10 in gleicher Richtung wie dieser. Am Ventilgehäuse 9a sind zwei einander gegenüber
angeordnete, ringförmige Schrägsitze 1Oe und lic ausgebildet, die koaxial zueinander liegen und sich
jeweils am zweiten und dritten Durchlaß 1Oe bzw. 116 der Ventilkammer 9 befinden.
In der zum zweiten Auslaß 11 gegenüberliegenden
Wand des Ventilgehäuses 9a ist eine zylindrische Bohrung 9causgebildet, die koaxial zur Ventilkammer 9
verläuft. In der zylindrischen Bohrung 9c sitzt verschiebbar ein länglicher Ventilstößel 17, zu dem ein
Abschnitt 17c gehört, der aus dem Ventilgehäuse 9a herausragt. Der andere Abschnitt 17c/des Ventilstößels
17 ragt nach innen durch die Vorkammer 10c und koaxial in die Veffiiikänirner 9. Am Ventilstößel 17
befindet sich eine erste umlaufende Schulter 17a. Die erste Schulter 17a befindet sich in der Regel in der
Vorkammer 10c und unterteilt den Ventilstößel 17 in Längsrichtung in den einen Abschnitt 17c und den
anderen Abschnitt 17c/, der einen etwas geringeren Durchmesser als der Abschnitt 17c hat. Der Durchmesser
des Ventilstößels 17 nimmt am freien Ende des Abschnitts 17</ wieder zu, wo sich eine zweite Schulter
17e befindet, durch die ein dickeres Ende 176 am freien Ende des Abschnitts YId definiert wird. Das dickere
Ende 176 befindet sich in der Regel in der Mitte des dritten Durchlasses 116 des Ventilgehäuses 9a. Ein
allgemein ringförmiger Ventilkörper 10a sitzt gleitend verschiebbar auf dem Abschnitt 17i/des Ventilstößel,^
und befindet sich in der Ventilkammer 9 an einer Stelle dicht bei dem zweiten Durchlaß 106 des Ventilgehäuses
9a und der ersten Schulter 17a des Ventilstößels 17. Der erste Ventilkörner !Oa hat einen abgeschrägten Rand
1Oi der komplementär zum Schrägsitz 1Oe des Ventilgehäuses 9a ausgebildet ist und den zweiten
Durchlaß 106 schließen und dadurch in Neutralstellung des Steuerventils 7, die in Fig.2 dargestellt ist, die
Luftströmung durch den ersten Auslaß 10 sperren kann. Auf der zum abgeschrägten Rand 10/entgegengesetzten
Seite hat der Ventilkörper 10a einen deutlich geringeren Durchmesser, so daß dort eine nach innen
gerichtete Schulter 10# besteht. Durch den ersten
Ventilkörper 10a verläuft eine axiale Bohrung 10Λ mit einem Durchmesser, der etwas größer als der
Durchmesser des Abschnitts 7a des Ventilstößels 17 ist, damit der Ventilstößel 17 relativ zum ersten Ventilkörper
10a in Axialrxhtung verschoben werden kann. Der Durchmesser der axialen Bohrung 10Λ ist jedoch kleiner
als der Durchmesser des Abschnitts 17c des Ventilstößels 17, so daß die erste Schulter 17a des Ventilstößels
17 am ersten Ventilkörper 10a angreifen kann.
Ein zweiter Ventilkörper Ha entspricht in seiner Konstruktion weitgehend dem ersten Ventilkörper 10a
und befindet sich in der Ventilkammer 9 am zum ersten Ventilkörper 10a entgegengesetzten Ende. Dieser
zweite Ventilkörper 11a sitzt gleitend verschiebbar auf dem freien Ende des Abschnitts 17c/des Ventilstößels 17
koaxial zum ersten Ventilkörper 10a nahe dem dritten Durchlaß 116 des Ventilgehäuses 19a. Auf einer Seite
des zweiten Ventilkörpers lla ist ein abgeschrägter Rand Ud ausgebildet, der komplementär zum Schrägsitz
lic des Ventilgehäuses 9a geformt und diesem zugewandt ist. Der abgeschrägte Rand Uddes zweiten
Ventilkörpers lla kann den dritten Durchlaß 116 des Ventilgehäuses 9a schließen und in Neutralstellung des
Steuerventils 7, die in Fig.2 dargestellt ist, die Luftströmung durch den zweiten Auslaß 11 sperren. Auf
s der zum abgeschrägten Rand 11</entgegengesetzten
Seite hat der zweite Ventilkörper lla einen deutlich kleineren Außendurchmesser, wodurch eine nach innen
verlaufende Schulter He gebildet wird. Im zweiten Ventilkörper lla befindet sich ein axiales Loch 11/iund
ίο zwischen den entgegengesetzten, offenen Enden des
axialen Loches 11 /befindet sich eine innere, ringförmige
Schulter Ug. Die innere Schulter Ug begrenzt einen Abschnitt 11Λ des axialen Loches Uf mit größerem
Durchmesser, in dem das dichtere Ende 116 des
is Ventilstößels 17 axial verschiebbar sitzt. Dieses Ende
kann in Eingriff mit der inneren Schulter Ug des zweiten Ventilkörpers Ua treten. Es ist erkennbar, daß
der erste Ventilkörper 10a und der zweite Ventilkörper lla in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden
können, damit sie den ersten Auslaß 10 bzw. den zweiten Auslaß 11 öffnen oder schließen.
Zwischen dem ersten Ventilkörper 10a und dem zweiten Ventilkörper lla sitzt eine Schraubenfeder 13,
die den Abschnitt 17c/des Ventilstößels 17 umgibt. Mit ihrem einen Ende sitzt die Schraubenfeder 13 auf der
Schulter 10^ des ersten Ventilkörpers 10a, wogegen das
andere Ende der Schraubenfeder 13 auf der Schulter 11 e
des zweiten Ventilkörpers 11 a sitzt. Von der Schraubenfeder
Ϊ3 werden der erste Ventilkörper 10a und der zweite Ventilkörper lla normalerweise voneinander
weggedrückt, so daß ihre jeweiligen abgeschrägten Ränder 10/ und Ud in engem Kontakt mit den
Schrägsitzen 1Oeund Iicdes Ventilgehäuses 9a stehen
und dadurch den zweiten und dritten Durchlaß 106 bzw. 116 schließen, wodurch die Luftströmung sowohl durch
den ersten Auslaß 10 als auch durch den zweiten Auslaß 11 gesperrt wird. In der Vorkammer 10c sitzt auf dem
Abschnitt i7c des VentilstöBels 17 ein an diesem befestigter Ring 41. Zwischen dem ersten Ventilkörper
10a und dem Ring 41 sitzt eine zweite Schraubenfeder 40, die den Abschnitt 17c des Ventilstößels 17 dicht bei
der ersten Schulter 17a umgibt. Die zweite Schraubenfeder 40 hat eine wesentlich geringere Federkraft als die
erste Schraubenfeder 13; sie liefert jedoch eine zusätzliche Kraft, die dazu beiträgt, den ersten
Ventilkörper 10a vom Schrägsitz 1Oe des Ventilgehäuses 9a abzuheben, damit Luft durch den ersten Auslaß 10
strömen kann, wenn der Ventilstößel 17 nach innen verschoben wird.
In der Nebenkammer 12c/ befindet sich ein dritter
Ventilkörper 12a, der scheibenförmig ausgebik-tft ist
und einen etwas größeren Durchmesser als der vierte Durchlaß 126 des Ventilgehäuses 9a hat Dieser
Ventilkörper 12a ist koaxial zum vierten Durchlaß 126
unmittelbar stromab dieser Öffnung angeordnet Auf der zum vierten Durchlaß 126 entgegengesetzten Seite
ist im dritten Ventilkörper 12a eine kaoxiale, kreisförmige Ausnehmung 12/ausgebiIdet Zwischen der kreisförmigen
Ausnehmung 12/und dem Ringflansch 12e sitzt koaxial zum dritten Ventilkörper 12a eine dritte
Schraubenfeder 12c, die normalerweise den dritten Ventilkörper 12a gegen den vierten Durchlaß 126
drückt, so daß dieser geschlossen wird. Der dritte Auslaß 12 dient als OberdruckausIaß...Wenn;der Druck
der Luft in der Ventilkämmer 9, die normarerweise an
dem zweiten und dritten Durchlaß 10ό bzw. 116 geschlossen ist einen bestimmten oberen Grenzwert
erreicht hat, drückt die Luft in der Ventilkammpr Q Hot
dritten Ventilkörper 12a entgegen der Kraft der dritten
Feder 12c vom vierten Durchlaß 12b weg, so daß alle zusätzlich durch den Einlaß 8 einströmende Luft durch
den dritten Auslaß 12 ab· und zurückgeleitet wird, damit ein gefährlicher Druckanstieg in der Ventilkammer 9
verhindert wird.
An der Wand des Ventilgehäuses 9a, durch die der Abschnitt 17c des Ventilstößels 17 hinausragt, ist ein
weiteres Gehäuse 14 befestigt, das im wesentlichen zylindrische Form hat. Dieses Gehäuse umschließt eine
Steuerkammer 14/4, die zylindrisch geformt ist und koaxial zur Ventilkammer 9 liegt. In der Steuerkammer
14/4 befindet sich eine koaxial angeordnete Membran
15, die die Steuerkammer 14/4 in zwei koaxiale Abschnitte, d. h. eine erste Arbeitskammer 14a und eine
zweite Arbeitskammer 14h unterteilt, von denen die Arbeitskammer 146 näher bei der Ventilkammer 9 als
die erste Arbeitskammer 14a liegt. In ihrer Mitte 15a ist die Membran 15 mit dem freien Ende des Abschnitts 17c
des Ventilstößeis 17 verbunden, der durch die angrenzende Wand des Ventilgehäuses 9a in die
Steuerkammer 14/4 ragt. Der Rand 156der Membran 15
ist zwischei: aneinander angrenzenden Rändern der Wände des Ventilgehäuses 9a und des Membrangehäuses
14 eingespannt. In der Wand des Membrangehäuses 14 befinden sich ein erster und zweiter länglicher
Fühleranschluß 16 bzw. 16/4, die in die erste bzw. zweite Arbeitskammer 14a und 146 der Steuerkammer 14/4
münden. Die Außenenden der Fühleranschlüsse 16 und 16/4 sind mit einer nicht dargestellten geeigneten
Luftdruckquelle verbunden, die den Druck der Luft in den Arbeitskammern 14a und 146 der Steuerkammer
14/4 wahlweise zwischen atmosphärischem Druck und ausreichendem Unterdruck ändert, so daß sich dadurch
die Membran 15 entlang der Achse der Steuerkammer 14/4 vor- und zurückbewegen kann. In Fig.2 ist die
Membran 15 in ihrer Neutralstellung dargestellt, in der
sie den Ventilstößel 17 in seiner Neutraisteilung hält, in
der sowohl die erste Schulter 17a als auch die zweite Schulter 17c des Ventilstößels 17 vom ersten Ventilkörper
10a bzw. zweiten Ventilkörper 11a getrennt gehalteii werden, so daß der erste Ventilkörper 10a und
der zweite Ventilkörper 11a den zweiten Durchlaß 106 bzw. den dritten Durchlaß 116 des Ventilgehäuses 9a
geschlossen halten, da die erste Schraubenfeder 13 unbehindert auf sie wirkt
Im folgenden wird die Funktionsweise des in F i g. 2 dargestellten Steuerventils erläutert. Im Betrieb wird
die Luftpumpe 5 angetrieben, so daß sie aus ihrem Luftauslaß 5b durch die Leitung 18 und den Einlaß 8 Luft
in das Steuerventil 7 einspeist, bis die den dritten Ventilkörper 12a entgegen der Kraft der dritten
Schraubenfeder 12c weg von dem vierten Durchlaß 126 drückt Die in die Ventilkammer 9 eingespeiste Luft
strömt dann durch den vierten Durchlaß 126 in den dritten Auslaß 12 und kehrt durch die Leitung 25 zum
Luftfilter 6 zurück. Es wird die gesamte in die Ventilkammer 9 eingespeiste Luft durch den dritten
Auslaß 12 im Nebenschluß zurückgeführt, so daß keinerlei Luft durch den ersten Auslaß 10 oder den
zweiten Auslaß 11 strömt Dieser Zustand wird dann beendet, wenn Luft aus der Ventilkammer 9 entweder
durch den ersten Auslaß 10 in die Luftleitung 20 oder durch den zweiten Auslaß 11 in die Luftleitung 23
geliefert werden soll.
Damit durch den ersten Auslaß 10 in die Luftleitung 20 Luft eingelassen wird, wird der Luftdruck in der
zweiten Arbeitskammer 146 der Steuerkammer vermindert, während gleichzeitig die erste Arbeitskammer 14a
der Steuerkammer auf atmosphärischem Druck gehalten wird. Daher bewegt sich die Membran 15 zur
zweiten Arbeitskammer 146 der Steuerkammer, wo· durch der Ventilstößel 17 tiefer in die Ventilkammer 9
hineingeschoben wird. Der Ring 41 am Ventilstößel 17 drückt dabei die zweite Schraubenfeder 40 zusammen,
da sie eine kleinere Federkraft als die erste Schraubenfeder 13 hat, und der Ventilstößel 17 wird zunächst ohne
to den ersten Ventilkörper 10a und auch ohne den zweiten Ventilkörper 11a verschoben. Es wird dann ein Zustand
erreicht, bei dem die erste Schulter 17a des Ventilstößels 17 zur Anlage am ersten Ventilkörper 10a kommt.
Wenn dann der Druck der Luft in der zweiten Arbeitskammer 146 der Steuerkammer relativ zum
Druck in der ersten Arbeitskammer 14a weiter vermindert wird, hebt die erste Schulter 17a des
Ventilstößels 17 den ersten Ventilkörper 10a von dessen zugehörigem Schrägsitz 1Oe des Ventilgehäuses 9a
entgegen der Kraft der ersten Schraubenfeder 13 ab. Es ist erkennbar, daß die zweite Schraubenfeder 40 die
Membran 15 dabei unterstützt, den ersten Ventilkörper 10a in die beschriebene Stellung zu drücken. Unter der
Einwirkung der ersten Schraubenfeder 13 hält der zweite Ventilkörper 11a den dritten Durchlaß 116
geschlossen, da das freie Ende des Abschnitts 17ddes
Ventilstößels 17 relativ zum zweiten Ventilkörper 11a verschoben wird. Auf diese Weise kann eine Luftströmung
zwischen dem Einlaß 8 und dem ersten Auslaß 10 durch die Ventilkammer 9 und deren zweiten Durchlaß
106 hergestellt werden, während keine Luft durch den zweiten Auslaß 11 strömt.
Pamit durch die Luftleitung 23 Luft in die Abgasleitung 3 eingeleitet wird, wird der zuvor
beschriebene Vorgang umgekehrt ausgeführt. Über die Fühleranschlüsse 16 und 16/4, die mit einer geeigneten
Drucksteuerung verbunden sind, wird der Druck der Luft in der ersten Arbeitskammer 14ä der oteuerkämmer
relativ zum Druck der Luft in der zweiten Arbeitskammer 146 vermindert. Die Membran 15
bewegt sich dadurch zur ersten Arbeitskammer i4a, wodurch der Ventilstößel 17 etwas aus der Ventilkammer
9 herausgezogen wird. Dadurch wird die erste Schulter 17a des Ventilstößels 17 vom ersten Ventilkörper
10a gelöst, während die erste Schraubenfeder 13 den ersten Ventilkörper 10a wieder in Anlage an dem
zweiten Durchlaß 106 des Ventilgehäuses 9a bringt so daß die Luftströmung durch den ersten Auslaß 10
unterbrochen wird. Die zweite Schulter 17e des Ventilstößels 17 kommt zur Anlage an der inneren
Schulter lindes zweiten Ventilkörpers 11a. Dann hebt
der Ventilstößel 17 den zweiten Ventilkörper 11a entgegen der Kraft der ersten Schraubenfeder 13 von
den dritten Durchlaß 116 des Ventilgehäuses 9a ab, so daß eine Luftströmung zwischen dem Einlaß 8 und dem
zweiten Auslaß 11 erfolgen kann.
Es ist zu beachten, daß gleichzeitig eine Rückströmung
der Luft durch den dritten Auslaß 12 und eine Luftströmung durch den ersten Auslaß 10 bzw. den
zweiten Auslaß 11 erfolgen kann, solange der Druck der Luft in der Ventilkammer höher als der ein vorbestimmter
oberer Grenzwert ist, wobei dann alle überschüssige Luft durch den dritten Auslaß 12 zurückgeführt wird
Bei dem Steuerventil 107 nach Fig.3 sind die der Fig.2 entsprechenden Teile mit um die Zahl 100 erhöhten Bezugsziffern versehen, so daß insoweit auf F i g. 2 Bezug genommen werden kann. Im Unterschied zu dieser besteht der zweite Auslaß 111 aus einem nach
Bei dem Steuerventil 107 nach Fig.3 sind die der Fig.2 entsprechenden Teile mit um die Zahl 100 erhöhten Bezugsziffern versehen, so daß insoweit auf F i g. 2 Bezug genommen werden kann. Im Unterschied zu dieser besteht der zweite Auslaß 111 aus einem nach
innen ragenden rohrförmigen Stutzen 140 sowie eine: nach außen ragenden Verlängerung 142. Das innere
Ende 141 des Stutzens 140 endet ungefähr in der Mitte der Ventilkammer 109 und begrenzt dort den dritten
Durchlaß 1116 des Ventilgehäuses 109a. Am Ventilgehäuse 109a ist an dessen einem Ende ein quer
verlaufender Wandabschnitt i09d angeformt, der so
über dem zweiten Durchlaß 1 106 verläuft, daß zwischen diesem Wandabschnitt und der zweiten öffnung die
Vorkammer HOcgebildet wird.
Der erste Ventilkörper 110a ist im wesentlichen zylindrisch und hat eine innere zylindrische Wand 143,
die die axiale Bohrung 110Λ umgibt, sowie eine äußere
zylindrische Schürze 127, die die innere zylindrische Wand 143 umgibt. Eine Stirnwand 144 verbindet ein
Ende der inneren zylindrischen Wand 143 mit einem Ende der Schürze 127. Zwischen der inneren zylindrischen
Wand 143 und der Schürze 127 ist eine Ringnut 145 ausgebildet. An dem einen Ende der Schürze 127
befindet sieh ein i ingiörmiger, abgeschrägter Rand 146,
der um die Stirnwand 144 herumläuft. Die Schürze 127 ist ungefähr doppelt so lang wie die innere zylindrische
Wand 143 und umgrenzt in ihrem Inneren eine zylindrische innere Ventilkammer 147. Durch die
Schürze 127 gehen mehrere Löcher 128 hindurch. Das andere Ende 134 der Schürze 127 ist offen. Wenn der
erste Ventilkörper HOa seine in Fig.3 dargestellte
Neutralstellung einnimmt, wird die Stirnwand 144 in Berührung mit dem Rand des zweiten Durchlasses 1106
gehalten, so daß er diesen geschlossen hält.
Der zweite Ventilkörper HIa hat nahe dem dritten
Durchlaß 1116 eine zweite innere Schulter 148, die parallel zur ersten inneren Schulter Π I^ verläuft. Zur
zweiten inneren Schulter 148 gehört die äußere Schuber
Ille, deren Außendurchmesser größer als der der
inneren Schulter 148 ist und die in einer zur Ebene der zweiten inneren Schulter 148 parallelen Ebene liegt. Die
zweite innere Schulter 148 und die äußere Schulter JlIe
begrenzen eine koaxiale zylindrische Wand 149 mit einem freien Ende 136. Wenn sich das Steuerventil 107
in seiner in Fig.3 dargestellten Neutralstellung befindet, sitzt die zweite innere Schulter 148 des zweiten
Ventilkörpers lila auf dem inneren Ende 141 des Stutzens, wobei die Wand 149 den Stutzen mit Abstand
umgibt.
Zwischen dem ersten Ventilkörper HOa und dem zweiten Ventilkörper lila sitzt die erste Schraubenfeder
113, die den zweiten Ventilkörper lila sowie die innere zylindrische Wand 143 des ersten Ventilkorpers
HOa übergreift, wobei ein Ende der ersten Schraubenfeder
113 in der Ringnut 145 des ersten Ventilkörpers 110a und das andere Ende der Schraubenfeder 113 auf
der äußeren Schulter HIe des zweiten Ventilkörpers lllasitzt
Eine Ringdichtung 129 umgibt die Schürze 127 des ersten Ventilkörpers HOa nahe dessen unterem Ende
und sorgt für luftdichte Abdichtung. Die Schürze 127 kann in der Ringdichtung 129 gleiten. Mit seinem
Außenumfang sitzt die Ringdichtung 129 auf der Innenwand des Ventilgehäuses 109a, der ein Sicherungsring
132 befestigt ist, der die Ringdichtung 129 in Stellung hält. Der Sicherungsring 132 hat einen
größeren Innendurchmesser als die Ringdichtung 129 und sitzt auf der von dem zweiten Durchlaß UOb
abgewandten Seite der Ringdichtung 129. Die Wand 149 am Ende des zweiten Ventilkorpers Ui a hat einen
Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser der Schürze 127 des ersten Ventilkörpers 110a ist, so
daß zwischen diesen ein ringförmiger Zwischenraum 127a besteht.
Der im wesentlichen zylindrische dritte Ventilkörper 112a umgibt hier den Stutzen 140 des zweiten Auslasses
111. Durch den dritten Ventilkörper 112a verläuft eine axiale Bohrung 150 mit einem Durchmesser, der etwas
größer als der Außendurchmesser des Stutzens 140 ist, so daß der dritte Ventilkörper gegenüber dem Stutzen
140 verschoben werden kann. An seinem einen Ende ist
ίο am dritten Ventilkörper 112a eine umlaufende, nach
außen gerichtete Schulter 151 angeformt. Durch diese Schulter 151 wird ein Ring 152 mit einer flachen
Endfläche 130 gebildet, die dem ringförmigen Zwischenraum 127a zwischen dem ersten Ventilkörper 110a und
dem zweiten Ventilkörper HIa zugewandt ist. Der Ring
152 hat einen Außendurchmesser, der größer als aer
als der Innendurchmesser des Sicherungsringes 132 ist.
Ventilkörper 112a und den Stutzen 140 des zweiten Auslasses 111. Ein Ende der zweiten Schraubenfeder
112csitzt auf der Schulter 151 des dritten Ventilkörpers 112a, und das andere Ende der Schraubenfeder 112c
sitzt auf der inneren Stirnwand des Ventilgehäuses 109a.
Die flache Endfläche 130 des dritten Ventilkorpers 112a
kann in Anlage an die Ringdichtung 129 und am freien Ende 136 des zweiten Ventilkörpers IHa gebracht
werden. Die zweite Schraubenfeder 112c hat eine geringere Federkraft als die erste Schraubenfeder 113.
Wenn sich der Ventilstößel 117 in seiner in Fig.3
dargestellten Neutralstellung befindet, wird das freie Ende 136 des zweiten Ventilkorpers lila in Berührung
mit der Endfläche 130 des dritten Ventilkorpers 112a gehalten, wobei gleichzeitig die erste Schraubenfeder
113 die zweite innere Schulter 148 des zweiten Ventilkörpers IHa auf das innere Ende 141 des zweiten
Auslasses 111 drückt. Demzufolge wird die Endfläche 130 des dritten Vcntiikörpers i i2a entgegen der Kraft
der zweiten Schraubenfeder 112c in eine Stellung gedrückt, in der sie Abstand von der Ringdichtung 129
hat Wenn sich das Steuerventil 107 in seiner Neutralstellung befindet, kann daher die Luit aus dem
Einlaß 108 durch die Löcher 124 des ersten Ventilkörpers HOa, den Zwischenraum 127a um den zweiten
Ventilkörper HIa herum, den Zwischenraum zwischen der Ringdichtung 129 und dem dritten Ventilkörper
112a und den den dritten Ventilkörper 112a umgebenden Raum in den dritten Auslaß 112 strömen. Die
gesamte in die Ventilkammer 109 eingespeiste Luft wird zum Luftfilter zurückgeführt, ohne daß Luft in den
ersten Auslaß 110 oder den zweiten Auslaß 111 strömt
dargestellten Steuerventils erläutert Damit im Betrieb durch den ersten Auslaß 110 Luft strömen kann, wird
der Druck der Luft in der zweiten Arbeitskammer 1146 der Steuerkammer relativ zum Druck in der ersten
Arbeitskammer 114a vermindert Dadurch wird der Ventilstößel 117 von der Membran 115 in Axialrichtung
tiefer in die Ventilkammer 109 hineingeschoben. Die erste Schulter 117a des Ventilstößels 117 kommt zur
Anlage an der Stirnwand 144 des ersten Ventilkörpers HOa und hebt den ersten Ventilkörper 110a vom Rand
des zweiten Durchlasses 1106 der Ventilkammer entgegen der Kraft der ersten Schraubenfeder 113 ab.
Das freie Ende 134 des ersten Ventilkörpers HOa wird
dabei in Berührung mit der Endfläche 130 des dritten
Ventilkörpers 112a gebracht, so daß die Luftströmung vom Einlaß 108 zum dritten Auslaß 112 unterbrochen
v-'ird. Es versteht sich, daß der Abschnitt des ersten
Ventilkörpers HOa zwischen den Löchern 128 und dem freien Ende 134 lang genug ist, um vollständigen
Verschluß des Zwischenraumes zwischen der Ringdichtung 129 und der Endfläche 130 des dritten Ventilkörpers
112a sicherzustellen, wenn der erstt Ventilkörper
110a in Berührung mit dem dritter Ventilkörper 112a gebracht wurden ist. Da die zweite Schraubenfeder 112c
die Endfläche 130 des dritten Ventilkörpers 112a gegen das freie Ende 134 des ersten Ventilkörpers HOa drückt,
trägt dies zum Schließen des Zwischenraumes zwischen dem Ende 134 und dem dritten Ventilkörper 112a bei, so
daß in die Ventilkammer 109 Luft mit wesentlich höherem Durchfluß eingespeist werden kann, ohne daß
es zu einer Luftströmung durch den dritten Auslaß 1*2
kommt, sofern der Luftdruck in der Ventilkammer 103 nicht einen bestimmten oberen Grenzwert übersteigt.
Um Luft durch den zweiten Auslaß 111 zu leiten, wird
der zuvor beschriebene Vorgang umgekehrt durchgeführt. Die Umkehrung des Druckunterschiedes der
Steuerluit in der ersten Arbeitskammer 114a und zweitem Arbeitskammer 1146 der Steuerkammer
bewirkt, daß die Membran 115 den Ventilstößel 117 in
entgegengesetzter Richtung verschiebt. Dadurch kommt die zweite Schulter 117e des Ventilstößels 117
zur Anlage an der ersten inneren Schulter iiig des zweiten Ventilkörpers lila. Der zweite Ventilkörper
111a wird dadurch entgegen der Kraft der ersten Schraubenfeder 113 in den ersten Ventilkörper 110a
hineingezogen, wobei das 'reie Ende 136 und die zweite innere Schulter 148 des zweien Ventilkörpers lila von
der Endfläche 130 des dritten Ventilkörpers 112a bzw. dem inneren Ende 141 des zweiten Auslasses 111
abgehoben werden. Die zweite Schraubenfeder 112c drückt den dritten Ventilkörper 112a zum ersten
Ventilkörper 110a; die Verschiebung des dritten Ventilkörpers 112a ist jedoch beendet, wenn dessen
Endfläche 130 an der Ringdichtung 129 zur Anlage kommt. Das freie Ende 136 des zweiten Ventilkörpers
lila hat jedoch immer noch einen gewissen Abstand von der Endfläche 130 des dritten Ventilkörpers 112a, so
daß dadurch ein Zwischenraum besteht, der erforderlich ist, damit die Luft in und durch den zweiten Auslaß 111
strömen kann. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß bei Neutralstellung des Ventilstößels
117 der Abstand zwischen der inneren zylindrischen Wand 143 des ersten Ventilkörpers 110a und dem
zweiten Ventilkörper 111 a so groß sein muß, daß er eine
solche Verschiebung des zweiten Ventilkörpers lila in
den ersten Ventilkörper HOa ermöglicht, daß zwischen
dem zweiten Ventilkörper lila und dem dritten Ventilkörper 112a der genannte Zwischenraum entsteht,
wenn der Ventilstößel 117 in Öffnungsrichtung für den zweiten Auslaß 111 verschoben wird. Es versteht
sich, daß durch die Berührung zwischen der Ringdichtung 129 und der Endfläche 130 des dritten Ventilkörpers
112a die Verbindung zwischen dem Einlaß 108 und dem dritten Auslaß 112 unterbrochen wird.
Ähnlich wie bei dem in Fig.2 dargestellten
Ausführungsbeispiel können auch bei dem in Fig.3
dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig eine Bypassluftströmung durch den uritten Auslaß 112 und
eine Luftströmung durch entweder den ersten Auslaß 110 oder den zweiten Auslaß 111 auftreten, wenn der
Druck der in die Ventilkammer 109 eingespeisten Luft so hoch ist, daß er die Kraft der zweiten Schraubenfeder
112c überwindet, so daß dann alle überschüssige Luft
durch den dritten Auslaß 112 zurückgeführt wird Bei dem Steuerventil 207 nach Fig.4 sind ά>α. der
Fig.2 entsprechenden Teile mit um die Zahl 200
erhöhten Bezugsziffern versehen, so daß insoweit auf die Beschreibung der F i g. 2 und 2A Bezug genommen
wird und nur die Unterschiede herausgestellt werden.
Das Ventilgehäuse 209a, in dem die Ventilkammer 209 ausgebildet ist, hat eine Innenwand 219, die im
Längsschnitt grundsätzlich T-förmig ist. Durch die Innenwand 219 wird somit auch für die Ventilkammer
209 im Längsschnitt T-Form vorgegeben. In eier Innenwand 219 des Ventilgehäuses 209a sind die vier
Durchlässe 209b, 2106,211 6 und 2120 ausgebildet
An der Innenwand 219 des Ventilgehäuses 209a ist ein hohlzylindrischer Einsatz 231 befestigt, der in der Mitte
der Ventilkammer 209 zwischen dem ersten Durchlpß 2096 und dem dritten Durchlaß 211f>
sitzt. Der Einsatz 231 hat die Ringflansche 231a und 2316, die c;uer zur
Ventilkammer 209 radial nach innen verlaufen, sowie einen zylindrischen Mantel 231c, der koaxial zur
2c Veritilksmrner 209 verläuft und teilweise in Hie
Innenwand 219 des Ventilgehäuses 209a eingebettet ist Die Ringflansche begrenzen jeweils eine kreisförmige
Öffnung 232a bzw. 2326, wobei diese zwei Öffnungen 232a und 2326 den gleichen Durchmesser haben. Im
Mantel 231c ist eine kreisförmige Seitenöffnung 231c/ ausgebildet, die sich diametral gegenüber dem ersten
Durchlaß 2096 befindet jedoch in Längsrichtung der Ventilkammer 209 relativ zum Durchlaß 2096 versetzt
ist. Die Seitenöffnung 231 d des Einsatzes 231 deckt sich mit dem vierten Durchlaß 2126 des Ventilgehäuses 209a.
Der Einsatz 231 unterteilt die Ventilkammer 209 in drei Ventilkammerabschnitte 219A 219ß und 219C, die
entlang der Längsachse der Ventilkammer 209 hintereinander liegen. Der erste Ventilkammerabschnitt 2i9A
befindet sich unmittelbar bei dem ersten und zweiten Durchlaß 2096 und 2106 des Ventilgehäuses 209a und
liegt koaxial zum zweiten Durchlaß 2106. Der zweite Ventilkammerabschnitt 219ß befindet sich auf der
bezüglich des ersten Ventilkammerabschnitts 219A entgegengesetzten Seite des Einsatzes 231 und liegt
unmittelbar neben dem dritten Durchlaß 2116 des Ventilgehäuses 209a. Wegen der T-förmigen Ausbildung
der Ventilkammer 209 hat der zweite Ventilkammerabschnitt 219Ö einen wesenti;ch größeren
Durchmesser als der erste Ventilkaitimerabschnitt
219A Der dritte Ventilkammerabschnitt 219C liegt im Einsatz 231 und wird von diesem begrenzt und hat den
gleichen Durchmesser wie der erste Ventilkammerabschnitt 219A
Am Ventilgehäuse 209a ist wie bei F i g. 3 ein quer verlaufender Wandabschnitt 209c/ ausgebildet, der üu r
dem zweiten Durchlaß 2106 und dem ersten Auslaß 210 verläuft und durch den quer eine zylindrische Bohrung
209cfür den Ventilstößel 217 verläuft Der Abschnitt 217c/ des Ventilstößels verläuft durch
den ersten Ventilkammerabschnitt 219Λ, den dritten Ventilkammerabschnitt 219C und den zweiten Ventilkammerabschnitt
2192? koaxial zu diesen Ventilkammerabschnitten. Am freien Ende des Abschnitts 217c/ hat der Ventilstößel 217 einen wiederum etwas
größeren Durchmesser, so daß am Ventilstößel die zweite Schulter 217e ausgebildet ist Wenn sich der
Ventilstößel 217 in seiner in Fig.4 dargestellten Neutralstellung befindet liegt seine zweite Schulter
217e etwas außerhalb der Innenwand 219 des Ventilgehäuses 209a.
Das Ventilgehäuse 209a weist ferner einen Luftbypasskanal 208a auf, der sich in dem Abschnitt der
Innenwand 219 befindet, der dem Durchlaß 2126 diametral gegenüberliegt Der Luftbypasskanal 208a
liegt weiter außen als der Mantel 231c des Einsatzes 231
und verläuft parallel zum Ventilstößel 217. Der Bypasskanal 2C8r hat einen Einlaß 2086, der stromauf
des ersten Ventilkammerabschnitts 219/4 zum Einlaß 208 offen ist, sowie einen Auslaß 208a der in den
zweiten Ventilkammerabschnitt 219B mündet
Der eine Ringflansch 231a des Einsatzes 231 hat eine ringförmige Außenfläche 260, die dem ersten Ventilkammerabschnitt
219/4 zugewandt ist sowie eine ringförmige Innenfläche 261, die dem dritten Ventilkammerabschnitt
219C zugewandt ist Der andere Ringflansch 231 6 hat eine ringförmige Innenfläche 262,
die dem dritten Ventilkammerabschnitt 219C zugewandt ist sowie eine ringförmige Außenfläche 263, die
dem zweiten Ventilkammerabschnitt 219Ä zugewandt ist
Im ersten Ventilkammerabschnitt 219A ist koaxial zum zweiten Durchlaß 2106 des Ventilgehäuses 209a ein
erster Ventilkörper 210a angeordnet der den Abschnitt IMd nahe der ersten Schuher 217a des VenrJstößels
217 umgibt Der erste Ventilkörper 210a umfaßt eine zylindrische innere Wand 243 sowie eine zylindrische
äußere Wand 227, die gleiche Länge wie die innere Wand 243 hat und mit der inneren Wand 243 über eine
angeformte flache Stirnwand 244 verbunden ist Die irnere Wand 243 begrenzt eine durch sie verlaufende
axiale Bohrung 210Λ, durch die der Abschnitt 217t/ des
Ventilstößels verschiebbar verläuft Zwischen sich bilden die innere Wand 243 und die äußere Wand 227
eine Ringnut 245. die in Richtung zum Einsatz 231 offen ist Der Außendurchmesser der äußeren Wand 227 ist
etwas kleiner als der Durchmesser des ersten Ventilkammerabschnitts 219Λ und die Länge der äußeren
Wand 227 ist beträchtlich geringer als der Durchmesser der ersten öffnung 2096. Die Stirnwand 244 ist dem
zweiten Durchlaß 2106 des Ventilgehäuses 209a zugewandt und hat einen deutlich größeren Durchmesser
als der zweite Durchlaß 2106. Wenn sich der Ventilstößel 217 in seiner in Fig.4 gezeigten Neutralstellung
befindet hat die erste Schulter 217a einen gewissen Abstand von der Stirnwand 244 des ersten
Ventilkörpers 210a, wobei die Stirnwand 244 in dichtender Anlage am Rand des zweiten Durchlasses
2106 gehalten wird. Der Durchmesser der axialen Bohrung 210A ist etwas größer als der Durchmesser des
Abschnitts 2YId, jedoch kleiner als der der ersten Schulter 217a
Im zweiten Ventilkammerabschnitt 219S ist koaxial zum dritten Durchlaß 2116 des Ventilgehäuses 209a ein
zweiter Ventilkörper 211a angeordnet der den anderen
Abschnitt 217</des Ventilstößels dicht bei der zweiten
Schulter 217edes Ventilstößels 217 umgibt. Der zweite Ventilkörper 211 hat die gleiche Konstruktion wie der
erste Ventilkörper 210a und ist bezüglich einer durch den vierten Durchlaß 212 und quer durch den Einsatz
231 verlaufenden Linie symmetrisch zum ersten Ventilkörper 210a angeordnet Der zweite Ventilkörper
21 la umfaßt eine zylindrische innere Wand 234/4, eine zylindrische äußere Wand 227/4 sowie eine ringförmige,
flache Stirnwand 244/4, die die innere Wand 234/4 mit
der äußeren Wand 227/4 verbindet. Der zweite Ventilkörper 211a weist eine axiale Bohrung 211 λ auf,
durch die der andere Abschnitt 217t/des Ventilstößels
verschiebbar hindurchläuft. Der zweite Ventilkörper 211a hat einen Gesamtdurchmesser, der wesentlich
größer als der Durchmesser des dritten Durchlasses 2116 ist, und eine Länge, die wesentlich kleiner als die
Länge des zweiten Ventilkammerabschnitts 219S ist Die innere Wand 243A und die äußere Wand 227A
begrenzen eine Ringnut 245A die zum Einsatz 231 offen ist Wenn sich der Ventilstößel 217 in seiner
Neutralstellung befindet, hat die zweite Schulter 217e des Ventilstößels 217 einen gewissen Abstand von der
Stirnwand 244/4, wobei die zweite Schulter im zweiten
Auslaß 211 angeordnet ist und die Stirnwand 244A in ίο dichtender Anlage am Rand 241 des dritten Durchlasses
2116 gehalten wird. Die axiale Bohrung 211/hat einen
Durchmesser, der etwas größer als der des Abschnitts 217t/ des Ventilstößels, jedoch kleiner als der der
zweiten Schulter 217eist
Im dritten Ventilkammerabschnitt 219Cist koaxial zu den öffnungen 232a und 2326 des Einsatzes 231 ein
dritter Ventilkörper 212a angeordnet, der den Abschnitt 217t/ des Ventilstößels ungefähr in seiner Mrtte umgibt
Der dritte Ventilkörper 212a umfaßt eine zylindrische innere Wand 253. eine zylindrische äußere Wand 254
mit gleicher Länge wie die innere Wand 253 sowie eine mittlere Wand 252a, die zwischen der inneren Wand 253
und der äußeren Wand 254 verläuft und diese Wände miteinander verbindet Die innere Wand 253 hat einen
Innendurchmesser, der etwas größer als der Durchmesser des Abschnitts 217t/ des Ventilstößels ist und
begrenzt eine axiale Bohrung 250, durch die der Abschnitt 217does Ventilstößels verschiebbar hindurchgeht
Die mittlere Wand 252a begrenzt zwischen der inneren Wand 253 und der äußeren Wand 254 zwei
Ringnuten 251 und 251 a, die jeweils auf entgegengesetzten Seiten des dritten Ventilkörpers 212a liegen. Die
innere Wand 253 des dritten Ventilkörpers 212a hat einen Außendurchmesser, der gleich dem Außendurchmesser
der inneren Wände 243 und 243a des ersten Ventilkörpers 210a bzw. des zweiten Ventilkörpers 21 la
ist Dementsprechend ist die eine Ringnut 251 des dritten Ventilkörpers 212a in Axialrichtung mit der
Ringnut 245 des ersten Ventilkörpers 210a ausgerichtet und dieser zugewandt. Die andere Ringnut 251a des
dritten Ventilkörpers 212a ist in Axialrichtung mit der Ringnut 245A des zweiten Ventilkörpers 211a ausgerichtet
und dieser zugewandt Die äußere Wand 254 des dritten Ventilkörpers 212a hat einen Außendurchmesser,
der kleiner als der Innendurchmesser des Mantels 231c des Einsatzes 231 ist, jedoch größer als der
Durchmesser der öffnungen 232a und 2326 an den Enden des Einsatzes 231 ist Die Gesamtlänge des
dritten Ventilkörpers 212a ist deutlich kleiner als die innere Länge des Einsatzes 231 in Axialrichtung. Wenn
sich der Ventilstößel 217 in seiner in Fig.4 dargestellten
Neutralstellung befindet, befindet sich der dritte Ventilkörper 212a in der Mitte des Einsatzes 231, so daß
das eine Ende 230 der äußeren Wand 254 Abstand von ss der Innenfläche 261 des einen Ringflansches 231a des
Einsatzes 231 hat. während das andere Ende 230a der äußeren Wand 245 Abstand von der Innenfläche 262 des
anderen Ringflansches 2316 des Einsatzes 231 hat, so daß beide öffnungen 232a und 2326 in den Enden des
w Einsatzes 231 in Neutralstellung des Ventilstößels 217
offen gehalten werden.
Eine erste Schrauben- oder Schließfeder 213a sitzt mit einem Ende in der Ringnut 245 des ersten
Ventilkörpers 210a und geht durch die öffnung 232a in den Einsatz 231 hinein, wo sie mit ihrem anderen Ende
in der einen Ringnut 251 des dritten Ventilkörpers 212a sitzt. Eine zweite Schrauben- oder Schließfeder 2136,
die der ersten Schraubenfeder 213a gleicht, sitzt mit
ihrem einen Ende in der Ringnut 245Ades zweiten
Ventilkörpers 211a und ragt durch die andere öffnung
2326 in den Einsatz 231 hinein. Das andere Ende der zweiten Schraubenfeder 2316 sitzt in der anderen Nut
251a des dritten Ventilkörpers 212a Die erste Schraubenfeder 213a und die zweite Schraubenfeder
2136 wirken auf den dritten Ve"tilkörper 212a mit gleicher Kraft und in entgegengesetzten Richtungen, so
daß der dritte Ventilkörper 212a in seiner in Fig.4 dargestellten Neutralstellung gehalten wird, während
gleichzeitig der erste Ventilkörper 210a und der zweite Ventilkörper 211a den zweiten Durchlaß 2106 bzw. den
dritten Durchlaß 21 16geschlossen halten, wenn sich der
Ventilstößel 217 in seiner Neutralstellung befindet. Es ist somit erkennbar, daß dann, wenn sich der Ventilstößel
217 in seiner Neutralstellung befindet, die gesamte direkt und durch den Bypasskanal 208a in die
Ventilkammer 209 eingespeiste Luft durch den dritten Auslaß 212, der normalerweise offen ist, hinausströmt,
ohne daß Luft in den ersten Auslaß 210 oder in den zweiten Ausiaß 211 strömt Ferner ist erkennbar, daß
die Luftströmung durch den Einsatz 231 mit der immer offenen Seitenöffnung 231c/ in den dritten Auslaß 212
aufrecht erhalten werden kann, solange zumindest eine der zwei öffnungen 232a und 2326 an den Enden des
Einsatzes 231 offen ist. Die Luftströmung durch den dritten Auslaß 212 kann während jedes Betriebszustandes
beibehalten werden, während dessen sich der Ventilstößel 217 in seiner in Fig.4 dargestellten
Neutralstellung befindet
Im folgenden wird die Arbeitsweise des in Fig.4 dargestellten Steuerventils erläutert Damit Luft durch
jden ersten Auslaß 210 geliefert wird, wird der Druck der
Steuerluft in der zweiten Arbeitskammer 2146 der Steuerkammer relativ zum Druck in der ersten
Arbeitskammer 214a vermindert Dies führt dazu, daß die Membran 215 den Ventilstößel 217 nach innen
schiebt und daß die erste Schulter 217a des Ventilstößels 217 zur Anlage an der Stirnwand 244 des ersten
Ventilkörpers 210a gelangt. Die erste Schulter 217a drückt den ersten Ventilkörper 210a entgegen der Kraft
der ersten Schraubenfeder 213a nach innen, so daß ein Spalt zwischen der Stirnwand 244 des ersten Ventilkörpers
210a und dem Umfangsrand der zweiten Öffnung 2106 geöffnet wird. Auf diese Weise wird ein
Strömungsweg für Luft zwischen dem Einlaß 208 und dem ersten Auslaß 210 durch den ersten Ventilkammerabschnitt
219Λ hergestellt. Das innere Ende 234 der äußeren Wand 227 des ersten Ventilkörpers 210a
kommt bei weiterer Verschiebung zur Anlage an der Außenfläche 260 des Einsatzes 231, so daß dessen
öffnung 232a geschlossen wird. Die erste Schraubenfeder 213a bewirkt, daß der dritte Ventilkörper 212a
entgegen der Kraft der zweiten Schraubenfeder 2136 in Axialrichtung in gleicher Richtung wie der Ventilstößel
217 verschoben wird. Das entgegengesetzte Ende 230a der äußeren Wand 254 des dritten Ventilkörpers 212a
kommt dadurch zur Anlage an der Innenfläche 262 des anderen Ringflansches 2316 des Gehäuseeinsatzes 231,
so daß die andere öffnung 2326 des Einsatzes 231 geschlossen wird. Somit sind dann die erste öffnung
232a des Gehäuseeinsatzes 231 vom ersten Ventilkörper 210a und die zweite öffnung 2326 vom dritten
Ventilkörper 212a verschlossen, so daß keine Luft mehr in den driiten Auslaß 212 strömen kann. Unter der
Wirkung der zweiten Schraubenfeder 2136 hält der zweite Ventilkörper 211a den zweiten Auslaß 211
geschlossen.
wird der zuvor beschriebene Vorgang umgekehrt durchgeführt Dabei wird der Druck der Steuerluft in
der ersten Arbeitskammer 214a der Steuerkammer relativ zum Druck in der zweiten Arbeitskammer 214
vermindert Dies führt dazu, daß die Membran 215 den
zieht und daß die zweite Schulter 217e des Ventilstößels 217 zur Anlage an der Stirnwand 244/1 des zweiten
drückt den zweiten Ventilkörper 211a entgegen der
daß zwischen der Stirnwand 244Λ des zweiten
öffnung 2116 ein Zwischenraum erzeugt wird, durch
den ein Strömungsweg zwischen dem Efei'aß 208 und dem zweiten Auslaß 211 über den Bypasskanal 208a und
den zweiten Ventilkammerabschnitt 219ßgeöffnet wird.
anderen Ende des Einsatzes gelegene öffnung 232a schließt und der erste Ventilkörper 210a den ersten
Es versteht sich, daß auf ähnliche Weise, wie dies in Verbindung mit den Ausführungsformen gemäß den
Fig.2 und 3 erläutert wurde, gleichzeitig eine Luftströmung durch den dritten Ausiaß 212 und eine
Luftströmung durch entweder den ersten Ausiaß 210 oder den zweiten Auslaß 211 erfolgen kann, wenn der
Druck der in die Ventilkammer 209 eingespeisten Luft ansteigt und einen bestimmten oberen Grenzwert
übersteigt, der so hoch ist. daß die Gegenkraft der ersten Schraubenfeder 213a oder der zweiten Schraubenfeder
2136 überwunden wird. Während Luft durch den ersten Ventilkammerabschnitt 219/4 in den ersten
Auslaß 210 strömt, strömt durch den Bypasskanal 208a auch Luft in den zweiten Ventilkammerabschnitt 219Ä
Die in den zweiten Ventilkammerabschnitt 2195 eingespeiste Luft kann dort einen so hohen Druck
aufbauen, daß dieser die öffnung 2326 des Einsatzes 231
aufdrückt so daß alle in den zweiten Ventilkammerabschnitt 219S eingespeiste überschüssige Luft durch den
dritten Auslaß 212 abgeleitet und zurückgeführt wird. Wenn Luft durch den Bypasskanal 208a und den zweiten
Ventilkammerabschnitt 2195 in den zweiten Auslaß 211
strömt, strömt in ähnlicher Weise Luft auch in den ersten Ventilkammerabschnitt 2i1A. der an seinem
so einen Ende vom ersten Ventilkörper 210a und an seinem anderen Ende vom dritten Ventilkörper 212a geschlossen
gehalten wird. Die in den ersten Ventilkammerabschnitt 2194 einströmende Luft baut dort einen Druck
auf, der so hoch sein kann, daß er den dritten Ventilkörper 212a von der öffnung 232a des Einsatzes
231 wegdrückt, so daß jegliche überschüssige, in den ersten Ventilkammerabschnitt 219Λ einströmende Luft
durch den dritten Auslaß 212 ab- und zurückgeführt wird.
Für alle drei zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele
gilt daß alle nicht benötigte bzw. überschüssige Luft, die durch den dritten Auslaß abgeleitet wird, nicht
in die Atmosphäre abgegeben wird, sondern zum Luftfilter zurückgeführt wird, damit jegliches störende
Geräusch vermieden wird, das andernfalls erzeugt werden könnte.
308136/108
Claims (10)
1. Zusatzluft-Steuerventil in mit einem katalytischen
Wandler ausgerüsteten Abgasnachverbrennungseinrichtungen von Brennkraftmaschinen, mit
einem von einer Luftpumpe gespeisten Einlaß und mehreren axial fluchtenden Durchlässen, denen
jeweils ein in Schließstellung federvorgespannter Ventilkörper zugeordnet ist, die mit Hilfe eines
membranbetätigten gemeinsamen Ventilstößels betätigbar sind und jeweils einen von mehreren
Auslassen steuern, von denen der erste mit dem Abgassammler der Maschine verbunden ist, wobei
ein einem Auslaß zugeordneter Ventilkörper verschiebbar auf dem Ventilstößel sitzt und durch eine
Stößelschulter gegen Federspannung von seinem Sitz abhebbar ist, und wobei eine stets mit dem
Einlaß verbundene Ventilkammer einen durch ein Ventil gesteuerten Auslaß als Abblasauslaß aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Zusatzhm-Auslaß (U, Hl, 211) mit der Abgasleitung
(3) unmittelbar stromauf vom katalytischen Wandler (4) verbunden ist und de·· dem ersten und
zweiten Auslaß (10, 110, 210; 11, 111, 211) zugeordnete erste bzw. zweite Ventilkörper (10a.
110a, 210a; 11a, lila, 211a; verschiebbar auf dem
Ventilstößel (17, 117, 217) sitzen und beide Ventilkörper jeweils durch eine erste bzw. zweite
Stößelschulter (17a, 17e; 117a, 117e; 217a, 217e;
gegen Federspannung gegensinnig unabhängig voneinander von ihrem Sitz abhebbar sind, wobei die
Ventilkanu ler (9, 109, 209) zwischen diesen Ventilkörpern gebildet und das ar n dritten Auslaß, nämlich
den Abblasauslaß (12 112, 212) steuernde Ventil als Rückschlagventil (12a, 112a, T 2a;ausgebildet ist
2. Zusatzluft-Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammer (9,109,
209) zwei radiale Durchlässe (96, 1096. 2096; 126. 1126, 2126; für den Einlaß (8, 108, 208) bzw. den
dritten Auslaß (12, 112, 212) und zwei axiale *o Durchlässe (106,1106.2106; 116.1116,2116; für den
ersten und zweiten Auslaß (10,110,210; 11,111,211)
besitzt und sich an den Durchlaß (106, 1106, 2\0b)
des ersten Auslasses außerhalb der Ventilkammer eine radial in den ersten Auslaß (10, 110, 210)
einmündende Vorkammer (10g 110c, 210c; anschließt, in der sich die Stößelschulter (17a, 117a.
217a; für den ersten Ventilkörper (10a, HOa, 210a;
befindet, während die zweite Stößelschulter (YIe,
117e, 217e) außerhalb der Ventilkammer im zweiter
Auslaß (H1111,211) liegt.
3. Zusatzluft-Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Stößelschultern
(17a. 117a. 217a; 17e, 117e, 217e; bei
geschlossenem ersten und zweiten Ventilkörper (10a, HOa, 210a; lla, HIa. 211a;außerArbeitsberiihrung
mit den zugeordneten Ventilkörpern befinden.
4. Zusatzluft-Steuerventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (12a;
des Rückschlagventils radial von außen gegen den Durchlaß (12b J für den dritten Auslaß (12)
vorgespannt ist und der erste und der zweite Ventilkörper (10a, 110a, 210a; Ha, lila, 21 la;durch
eine zum Ventilstößel konzentrische Schließfeder (13) axial nach außen gegen ihre Durchlässe
vorgespannt sind.
5. Zusatzluft-Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste VentilkörDer
(10a; innerhalb der Vorkammer (10ς? durch eine sich am Ventilstößel (17) abstützende, der Schließfeder
(13) entgegenwirkende und gegenüber dieser schwächere Feder (40) belastet ist
6. Zusatzluft-Steuerventil nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der · Ventilkörper (112a, 212a; des Rückschlagventils mit wenigstens
einem der beiden anderen Ventilkörper (HOa, 210a; lila, 211aJ>derart in Arbeitsverbindung ι ieht, daß er
das Rückschlagventil bei Offenstellung des jeweiligen anderen Ventilkörpers schließt
7. Zusatzluft-Steuerventfl nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß sich der Durchlaß (1116;
zum zweiten Auslaß (111) am Ende eines axial in die
Ventilkammer (109) ragenden Stutzens (140) befindet auf dem der zweite Ventilkörper (lila; in
Schließstellung aufsitzt und der mit der Ventilkammer einen Ringraum (109a; begrenzt in den der
Durchlaß (1126; zum dritten Auslaß (112) mündet wobei der Ventilkörper (112a;des Rückschlagventils
den Stutzen konzentrisch und axial verschiebbar umgibt und bei geschlossenem zweiten Ventilkörper
unter Federspannung an einer Schulter (136) dieses Ventilkörpers und bei offenem zweiten Ventilkörper
(lila; an einer Ringdichtung (129) anliegt, zusammen mit der er die Ventilkammer (109) zum
Ringraum (10°a;abschließt
8. Zusatzluft-Steuerventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß der erste Ventilkörper
(HOa; eine den Ventilstößel (117) mit Radialabstand umgebende Ringschürze (127) besitzt die radial
gelocht und zum Ringraum (109a; axial offen ist und am offenen Ende einen ringförmig geschlossenen
Kranz bildet, der radial außen dichtend an der Ringdichtung (129) anliegt und bei offenem ersten
Ventilkörper (110a; dichtend auf dem dritten Ventilkörper (112a; aufsitzt und mit diesem den
Ringraum (109a;sperrt.
9. Zusatzluft-Steuerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammer (209)
zwischen dem ersten und zweiten Ventilkörper (210a; 2Ha; durch einen axial offenen, im wesentlichen
hohlzylindrischen Einsatz (231) in zwei separate, jeweils an den Einlaß (208) angeschlossene
Kammern (219/4; 2195; unterteilt ist, in denen sich der erste bzw. zweite Ventilkörper (210a; 211a;
befindet, die sich jeweils in ihrer Offenstellung abdichtetid auf einen radial nach innen weisenden
Ringflansch (231a, 2316; des Einsatzes (231) setzen, in dessen Mantel (231 ς) radial der Durchlaß (2126;
zum dritten Auslaß (212) mündet und innerhalb dessen sich der Ventilkörper (212a; des Rückschlagventils
befindet, der zwischen den den ersten und zweiten Ventilkörper vorspannenden Schließfedern
(213a; 2136; eingespannt ist und sich bei offenem ersten oder zweiten Ventilkörper (210a, 211a;
dichtend von innen auf den jeweils anderen Ringflansch (2316; 231 a) setzt.
10. Zusatzluft-Steuerventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (17, 117, 217) an einem Ende mit einer Membran (15, 115, 215)
verbunden ist, die eine Steuerkammer (14,114, 214) in zwei geschlossene Arbeitskammern (Ha, 146;
114a, 1146; 214,4, 2146; unterteilt, die jeweils mit einem Eteuerluftanschiuß (16, 16/4; 116, 116/1; 216,
216/4; verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752550406 DE2550406C2 (de) | 1975-11-10 | 1975-11-10 | Zusatzluft-Steuerventil in Abgasnachverbrennungseinrichtungen von Brennkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19752550406 DE2550406C2 (de) | 1975-11-10 | 1975-11-10 | Zusatzluft-Steuerventil in Abgasnachverbrennungseinrichtungen von Brennkraftmaschinen |
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DE2550406A1 DE2550406A1 (de) | 1977-05-18 |
DE2550406C2 true DE2550406C2 (de) | 1983-09-08 |
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ID=5961360
Family Applications (1)
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DE19752550406 Expired DE2550406C2 (de) | 1975-11-10 | 1975-11-10 | Zusatzluft-Steuerventil in Abgasnachverbrennungseinrichtungen von Brennkraftmaschinen |
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Country | Link |
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DE (1) | DE2550406C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10359221B4 (de) * | 2002-12-25 | 2007-10-18 | Suzuki Motor Corp., Hamamatsu | 4-Takt-Motor für ein Motorrad |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4163543A (en) * | 1977-09-07 | 1979-08-07 | Fram Corporation | Air control valve |
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US3060678A (en) * | 1960-05-31 | 1962-10-30 | Thompson Ramo Wooldridge Inc | Exhaust manifold afterburner system |
US3430437A (en) * | 1966-10-05 | 1969-03-04 | Holley Carburetor Co | Automotive exhaust emission system |
GB1444587A (en) * | 1972-07-19 | 1976-08-04 | Nissan Motor | Electronically controlled exhaust gas pruifying system |
FR2224690B2 (de) * | 1973-04-06 | 1975-08-22 | Peugeot & Renault |
-
1975
- 1975-11-10 DE DE19752550406 patent/DE2550406C2/de not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10359221B4 (de) * | 2002-12-25 | 2007-10-18 | Suzuki Motor Corp., Hamamatsu | 4-Takt-Motor für ein Motorrad |
Also Published As
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DE2550406A1 (de) | 1977-05-18 |
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