DE2550406C2

DE2550406C2 - Zusatzluft-Steuerventil in Abgasnachverbrennungseinrichtungen von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2550406C2
Application number: DE19752550406
Authority: DE
Inventors: Kenji Goto; Yukihide Susono Shizuoka Hashiguchi; Norio Shibata
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1975-11-10
Publication date: 1983-09-08
Also published as: DE2550406A1

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;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere

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

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

Innendurchmesser der Ringdichtung 129, jedoch kleiner

als der Innendurchmesser des Sicherungsringes 132 ist.

Die zweite Schraubenfeder 112c umgibt den dritten

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

Im folgenden wird die Funktionsweise des in F i g. 3

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 wesent^i;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.

Damit der zweite Ausiaß 211 mit Luft gespeist wird,

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

Ventilstößel 217 nach außen in die Steuerkammer 214Λ

zieht und daß die zweite Schulter 217e des Ventilstößels 217 zur Anlage an der Stirnwand 244/1 des zweiten

Ventilkörpers 211a kommt Die zweite Schulter 217e

drückt den zweiten Ventilkörper 211a entgegen der

Kraft der zweiten Schraubenfeder 2136 nach innen, so

daß zwischen der Stirnwand 244Λ des zweiten

Ventilkörpers 211a und dem Rand 241 der dritten

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.

Bei weiterer Verschiebung schließt dann der zweite Ventilkörper 21 Ja die benachbarte öffnung 2326 des Einsatzes 231. während der dritte Ventilkorper die am

anderen Ende des Einsatzes gelegene öffnung 232a schließt und der erste Ventilkörper 210a den ersten

Auslaß 210 geschlossen hält

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.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

308136/108

Claims

Patentansprüche:

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, 211a_J>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.