DE4025267C2 - Rückschlagventil für eine Gasleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Rückschlagventile werden zur Reduzierung von Schadstoffen im Abgas eingesetzt. Dabei wird von der bekannten Erscheinung Gebrauch gemacht, daß sich der Druck in den Abgasrohren periodisch än­ dert, wobei in bestimmten Zeitintervallen im Abgas­ system unteratmosphärische Drücke auftreten. Zum Einsaugen der Luft werden diese Rückschlagventile (Sekundärluftsaugventile) verwendet, die bei un­ teratmosphärischem Druck im Abgassystem öffnen und bei überatmosphärischem Druck wieder schließen, so daß keine Abgase nach außen entweichen können. Durch die den Abgasen auf diese Weise zugeführte Luft erfolgt in der Abgasanlage eine Oxi­ dationsreaktion, wodurch eine Reduzierung von Kohlenwasserstoffen (CH) und Kohlenmonoxid (CO) im Abgas erreicht wird.

Diese Rückschlagventile finden vielfach auch im Zu­ sammenhang mit Luftpumpen Anwendung bei Abgassyste­ men mit nachgeschalteten geregelten Katalysatoren. Dabei wird hauptsächlich in der Warmlaufphase, in der bekannterweise ein fettes Gemisch gefahren wird, den heißen Abgasen Sekundärluft zugeführt und somit eine Nachverbrennung erreicht, wodurch zum einen eine ca. 30%ige Reduzierung der CO- und HC- Anteile im Abgas erreicht wird und zum anderen der noch nicht arbeitende Katalysator schneller auf seine Betriebstemperatur gebracht wird. Nach Errei­ chen der Betriebstemperatur wird die Sekundärluft­ zufuhr unterbrochen. Dies geschieht beispielsweise durch ein steuerdruckgeschaltetes, separates, in der Sekundärluftzuleitung angeordnetes Ab­ schaltventil, das über ein zusätzliches Elektro­ umschaltventil angesteuert wird.

Aus der PIERBURG Druckschrift 'AGR-Ventile, SLS-Ventile', Reg. Nr. 5/400-150.2, ist ein Sekun­ därluftsaugventil bekannt, bei dem Abschaltventil und Rückschlagventil in einem Gehäuse zu­ sammengefaßt sind, wobei zur Ansteuerung auch hier ein Elektroumschaltventil benötigt wird. Nachteilig ist, daß derartige Rückschlagventile auch im abgeschalteten Zustand zur Geräuschbil­ dung neigen, da deren Schließelemente durch die anstehenden Abgaspulsationen zu Schwingun­ gen angeregt werden. Desweiteren ist damit ein höherer Verschleiß zu Lasten der Dauerhaltbar­ keit verbunden.

Zwar sind aus dem DE-AS 23 10 856 bereits Maßnahmen bekannt, mit denen bei einem Rück­ schlagventil das Ventilverschlußstück gegenüber einem pulsierenden Fluid stabilisiert ist, diese Maßnahmen sind jedoch nicht für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine geeignet. Sie be­ stehen aus einem zwischengeschalteten Axial-Radial-Bewegungswandler, der durch vom Abgas verursachte Verschmutzung ausfallen würde.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil eingangs ge­ nannter Art derart zu gestalten, daß die genannten Mängel weitgehendst vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebe­ nen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Merkmalen der Unteransprüche genannt.

Das neue Rückschlagventil zeichnet sich dadurch aus, daß das Begrenzungselement durch eine pneumatische bzw. elektrisch betriebene Stelleinrichtung in Richtung des Schließelementes ver­ stellbar ist, wodurch das rotationssymmetrisch oder streifenförmig ausgebildete Schließelement bei Abschaltung der Sekundärluft in der Schließstellung blockiert wird, also nicht mehr durch die anstehenden Abgaspulsationen zu Schwingungen und damit zur Geräuschbildung angeregt wird. Dadurch wird ferner eine längere Lebensdauer dieses Rückschlagventils erreicht.

Ein weiterer Vorteil ist, daß bei der elektrisch betriebenen Stelleinrichtung gegenüber der pneuma­ tisch betriebenen die Steuerung der Sekundärluftab­ schaltung direkt erfolgt, ein Elektroumschaltventil zur Schaltung des Steuerdruckes somit entfallen kann.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nach­ folgend beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Rückschlagventil,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine weitere Ausbildungsform eines Rückschlagventils.

Fig. 1 zeigt ein Rückschlagventil 1, bestehend aus einem Gehäuseoberteil 2 mit einem Eingangsanschluß 3 für die Sekundärluftzufuhr, einem Gehäuseunter­ teil 4 mit einem Ausgangsanschluß 5 und mit je ei­ ner zwischen Gehäuseober- und Unterteil 2, 4 in ei­ nem Elastomerring 6 zur Abdichtung und Gehäuse­ dämpfung angeordneten Ventilsitzplatte 7 und Hubbe­ grenzung 8, wobei die Ventilsitzplatte 7 mit mehre­ ren Durchbrüchen 9 für das zu steuernde Medium ver­ sehen ist. Das Gehäuseoberteil 2 ist als Pneuma­ tikdose 10 ausgebildet, die über einen Steueran­ schluß 11 über ein Elektroumschaltventil (zeichne­ risch nicht dargestellt) mit Steuerdruck beauf­ schlagbar ist und eine mit einer gegen eine Feder 12 arbeitende Membrane 13 verbundene Betätigungs­ stange 14 aufweist.

Die Betätigungsstange 14 durchragt die Ventilsitz­ platte 7 und ein mit dieser zusammenwirkendes Schließelement 15 und weist je ein an ihrem der Membrane 13 gegenüberliegenden Ende befestigtes Begrenzungselement 16 und Federelement 17 auf.

Schließelement 15, Begrenzungselement 16 und Feder­ element 17 sind rotationssymmmetrisch ausgebildet, wobei es jedoch auch denkbar ist, streifenförmige Ausführungen vorzusehen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Rückschlagventils übernimmt die Funktion der Pneumatikdose ein im Gehäuseoberteil 2 angeordneter Elektromagnet 18, gebildet aus einer Spule 19, die über elektrische Zuleitungen 20, 21 bestromt wird, einem Kern 22 und einem Anker 23, an dem die Betä­ tigungsstange 14 mit dem Begrenzungselement 16 und dem Federelement 17 befestigt ist.

Alle übrigen Bauteile entsprechen denen der Fig. 1.

Funktionsweise

Liegt am Steueranschluß 11 des Rückschlagventils 1 nach Fig. 1 ein niedrigerer Druck als Atmosphären­ druck an, wird die Membrane 13 mit der Betätigungs­ stange 14 und dem an ihrem Ende befestigten Begren­ zungselement 16 gegen die Federkraft der Feder 12 in Richtung der Hubbegrenzung 8 bewegt, wodurch das Federelement 17, das das Schließelement 15 axial und radial führt, entspannt wird und damit das Schließelement 15 entriegelt ist. Das Rückschlag­ ventil 1 arbeitet nun in bekannter Weise, indem an­ gesaugte Sekundärluft über den Anschluß 3, die Durchbrüche 9 am Schließelement 15 vorbei zum Aus­ gang 5 und von da aus in das Abgassystem einer Brennkraftmaschine strömen kann.

Bei Erreichen der Motor- bzw. der Katalysatorbe­ triebstemperatur wird der Steueranschluß 11 belüf­ tet, die Membrane 13 mit der Betätigungsstange 14 und dem daran befestigten Begrenzungselement 16 und Federelement 17 wird durch die Federkraft der Feder 12 in Richtung Ventilsitzplatte 7 gedrückt, wodurch sich das Schließelement 15 fest auf die Ventilsitz­ platte 7 auflegt und in dieser Schließstellung blockiert wird.

Das Rückschlagventil nach Fig. 2 funktioniert nach dem gleichen Prinzip; stromlos ist es aufgrund der Federkraft der Feder 12 geschlossen, d. h. das Schließelement 15 wird durch das Begrenzungselement 16 blockiert. Bei Bestromung des Elektromagneten 18 entriegelt die mit Anker 23 verbundene Betätigungs­ stange 14 das Schließelement 15 und Sekundärluft kann durch das Ventil wie bereits oben beschrieben in die Abgasleitung strömen.

Claims (4)

1. Rückschlagventil für eine Gasleitung, insbesondere für eine Leitung zur Sekundärluftzuführung in ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, mit einer Ventilsitzplatte, die mit einem oder mehreren Durchbrüchen für das zu steuernde Medium versehen ist, mit mindestens einem Schließelement, einem Fe­ derelement und einem Begrenzungselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Begrenzungselement (16) durch eine Stelleinrichtung (10, 18) in Öffnungs- bzw. Schließrichtung des Schließelementes (15) ver­ stellbar ist und das Schließelement blockiert bzw. entriegelt.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung als Pneu­ matikdose (10) ausgebildet ist, die über ein Schaltventil mit Steuerdruck beaufschlagbar ist.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung von einem Elektromagneten (18) gebildet wird.

4. Rückschlagventil nach einem der vorstehenden An­ sprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (15), das Federelement (17) und das Begrenzungselement (16) rotationssymmetrisch oder streifenförmig ausgebildet sind.