DE4321106C2 - Schaltventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltventil für Luft­ einführung in das Abgasrohr einer Brennkraftma­ schine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Schaltventil ist beispielsweise Ge­ genstand der Informationsschrift der PIERBURG GMBH, 'Elektr. Sekundärluft-Pumpe mit Abschalt- und Rück­ schlagventilen, Neuss, Druckdatum 9/91, Bild 1 und 3 und dient dort zum Abschalten der Lufteinblasung in das Abgasrohr der Brennkraftmaschine bei höherem Lastbetrieb oder Heißbetrieb der Brennkraftma­ schine.

Die Schließkraft des Schaltventils wird durch eine Druckfeder erzeugt, deren Kraft bei Öffnung des Ventils durch Membrankraft überwunden wird, die durch Beaufschlagung mit niedrigem Ansaugdruck der Brennkraftmaschine erzeugt wird, und zwar erfolgt diese Beaufschlagung über ein elektrisches Um­ schaltventil, das in Abhängigkeit von Signalen ei­ nes Steuergerätes geschaltet wird.

Obwohl dieses Gesamtsystem bereits bei einigen Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt und zufrieden­ stellend arbeitet, besteht doch Bedarf nach einem neuen System, das für unterschiedliche Steuerungs­ verfahren geeignet ist und damit auch für andere Kraftfahrzeugmotoren. Desweiteren besteht die An­ forderung nach einer weiteren Aggregation von Bau­ teilen, wodurch sich als Synergieeffekt eine ver­ besserte Funktion, Kosten- und Bauraumeinsparung ergeben soll.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE 42 04 415 ist in Verbindung mit dem Einsatz eines Sekundärluftgebläses ein pneumatisch betätigtes Abschaltventil mit einem strömungsmäßig nachgeordneten Rückschlagventil bekannt. Auch dieses Ventil ist nicht für den Einsatz unterschiedlicher Steuerungsverfahren geeignet.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ausgehend von einem gattungsgemäßen Schaltventil, Maßnahmen aufzufinden, mit denen ein universeller Einsatz des Schaltventils bei Aggregation mit anderen Bauteilen erreicht wird.

Diese Aufgabe ist mit den im Kennzeichen des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst wor­ den. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch ein Schaltventil 1, das im Zuge einer mit dem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine verbundenen Luftzuführlei­ tung angeordnet ist und Leitungsabschnitte 2, 3 aufweist, zwischen denen ein Ventilsitz 4 angeord­ net ist, der mit einem Schließglied 5 zusammen­ wirkt. An das Schließglied 5 greift eine Ventil­ stange 6 eines Elektromagnetstellers 7 an.

Die Leitungsabschnitte 2, 3 sind mit einer Luft­ pumpe und mit dem Abgasrohr verbunden (nicht darge­ stellt).

Das Schaltventil 1, bestehend aus drei Gehäusetei­ len 8, 9, 10, die miteinander verbunden sind, wobei das obere Teil 8 einen Anschlußflansch 11 für das Abgasrohr der Brennkraftmaschine bildet, das mitt­ lere Teil 9 einen Anschlußstutzen 12 für die Sekun­ därluftpumpe bildet und das untere Teil den Elek­ tromagnetsteller 7 aufnimmt, dessen Elektrowicklung 13 mit einem nicht dargestellten Steuergerät ver­ bunden ist. Zwischem dem oberen und dem mittleren Gehäuseteil 8 und 9 ist ein Ventilsitzteil 14 mit dem Ventilsitz 4 eingespannt. An der Ventilstange 6 ist eine Membrane 15 befestigt, die zwischen dem mittleren und dem unteren Teil 9 und 10 eingespannt ist. Ein Anker 16 des Elektromagnetstellers 7 kontaktiert mit der Ventilstange 6, d. h. in Ruhestel­ lung belastet eine Schließfeder 17 die Membrane 15 und eine Ankerfeder 18 wirkt in Ventilöffnungsrich­ tung. Zwischen dem Ventilsitzteil 14 und dem mitt­ leren Teil 9 ist ein Rollbalg 19 eingespannt, der ebenfalls mit der Ventilstange 6 verbunden ist und eine mit dem Anschlußstutzen verbundene Sekundär­ luftkammer 20 gegenüber einer oberhalb der Membrane befindlichen Membrankammer 21 abdichtet.

Eine untere Membrankammer 22 weist einen Druckan­ schluß 23 auf, der über ein Elektroschaltventil (nicht dargestellt) entweder mit der Atmosphäre oder dem Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine ver­ bindbar ist.

Zwischen dem Ventilsitz 4 und dem Ventilschließ­ glied 5 ist eine lose Ventilplatte 24 eingelegt, die durch ein Blechformstück 25 radial geführt ist und durch mehrere im Ventilschließglied 5 einge­ legte Federn 26 in Richtung auf den Ventilsitz 4 belastet ist. Durch diese Maßnahme bildet das Schaltventil 1 gleichzeitig ein Rückschlagventil. Bei bestromter Wicklung 13 des Elektromagnetstel­ lers 7 liegt/schlägt der Anker 16 mit einem Elasto­ merring 27 als Dämpfungselement an einen Boden 28 an, dieser Elastomerring kann am Anker aufvulkani­ siert sein oder alternativ auf den Boden gelegt sein. Die durch den Rollbalg 19 und die Membrane 15 abgedichtete Kammer 21 ist durch eine Öffnung mit der Atmosphäre verbunden. Die Verbindung der Gehäu­ seteile 8, 9 und 10 erfolgt durch eingerollte Rohrabschnitte 29, wobei zur Abdichtung O-Ringe 30 verwendet werden.

Mit diesem erfindungsgemäßen Schaltventil 1 lassen sich alle Steuerungsverfahren durchführen, als da sind:

• 1. Auf- und Zuschaltung durch längere Be­ stromung oder Stromabschaltung (einfache Steue­ rung).
• 2. Takten mit niedriger, gleichbleibender Fre­ quenz und Änderung des Taktverhältnisses zur Verän­ derung des Durchsatzes durch Veränderung des Ver­ hältnisses von Auf- und Zuphasen des Schaltventils.
• 3. Takten mit hoher Frequenz und variabler Stromstärke für variable Zwischenstellungen.

Alle diese Verfahren können zusätzlich ein Auf­ schalten von niedrigem Ansaugdruck der Brennkraft­ maschine beinhalten, wenn die Luftpumpe abgeschal­ tet ist, womit das Schaltventil 1 auch bei unter­ atmosphärischen Abgasdruckspitzen dicht bleibt.

Es versteht sich von selbst, daß das Elektromagnet­ ventil von einem elektronischen Steuergerät in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraft­ maschine gesteuert wird, wobei ggf. eines der ange­ gebenen Steuerungsverfahren angewendet werden kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Schaltventil liegt eine vorteilhafte Aggregation von Schalt- und Rück­ schlagventil vor, wobei die Integration auch des Elektromagnetstellers den Einsatzbereich wesentlich erweitert. Das Schaltventil weist einen geringen Bauraum auf.

Claims (4)

1. Schaltventil für Lufteinführung in das Abgasrohr einer Brennkraftmaschine, das in einer Gasleitung zwischen einer Luftquelle und dem Abgas­ rohr angeordnet ist und den Durchlaßquerschnitt steuert, wobei ein Stellelement des Schaltventils in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße der Brenn­ kraftmaschine das Schaltventil öffnet und bei Ab­ schaltung unter einer Federkraft schließt, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellelement von einem Elektromagnetsteller (7) gebildet ist, daß ein pneumatisches Stellele­ ment (15) vorgesehen ist, das in den Schließphasen vom Ansaugdruck der Brennkraftmaschine beaufschlagt ist und das Schaltventil (1) in Schließrichtung be­ lastet,
und daß das Schaltventil (1) so ausgebildet ist, daß es bei Öffnung als Rückschlagventil wirkt.

2. Schaltventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Elektromagnetsteller (7) einen elastischen Lastanschlag aufweist, der von einem Elastomerring (27) gebildet ist.

3. Schaltventil nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil von einer Ventilplatte (24) gebildet ist, die durch ein Blechformstück (25) radial geführt ist und durch mehrere im Ventilschließglied (5) eingelegte Federn (26) in Richtung auf den Ventilsitz (4) belastet ist.

4. Schaltventil nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (1) von einem elektronischen Steuergerät in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine ge­ steuert wird.