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Title:
VALVE DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/008206
Kind Code:
A1
Abstract:
Valve devices for internal combustion engines, comprising: - an actuator (10); - a housing (26) which has an inlet (28) and an outlet (30); - a valve rod (44) which can be moved by means of the actuator (10); - a valve closing element (42) which is fastened to the valve rod (44) and can be lowered onto a first valve seat (38) and lifted from the first valve seat (38); - a non-return plate (58) which is loaded toward a second valve seat (40) by means of a spring force of a non-return plate spring (56); - a channel (32) between the inlet (28) and the outlet (30), which channel can be opened and closed by means of the valve closing element (42) and the non-return plate (58); and - a spacer element (60) by means of which the non-return plate (58) is lifted from the second valve seat (40) against the spring force of the non-return plate spring (56) when the valve closing element (42) lies on the first valve seat (38), are known. A particularly reliable valve device that requires little installation space and is economical to manufacture is achieved by the actuator (10) having an electromagnet (11) by means of which the valve rod (44) can be moved together with the valve closing element (42), and by the spacer element (60) being at least partially magnetizable, the electromagnet (11) acting against a force of a spacer element spring (78) which bears against the spacer element (60) under preload and the spring force of which is greater than the spring force of the non-return plate spring (56).

Inventors:
CELIK HALIM (DE)
HERRMANN BERTHOLD (DE)
SASSENRATH KAI (DE)
GOGA MIHAI (DE)
WEHNEMANN ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/066556
Publication Date:
January 13, 2022
Filing Date:
June 18, 2021
Export Citation:
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Assignee:
PIERBURG GMBH (DE)
International Classes:
F02M23/00; F01N3/22; F16K15/02; F16K15/18
Foreign References:
DE102016103549B32017-03-02
DE69504245T21999-01-07
DE102006021467A12007-11-22
DE60106360T22005-10-20
DE102016103549B32017-03-02
Attorney, Agent or Firm:
TERPATENT PATENTANWÄLTE TER SMITTEN EBERLEIN-VAN HOOF RÜTTEN DAUBERT PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Aktor (10), einem Gehäuse (26) mit einem Einlass (28) und einem Auslass (30), einer Ventilstange (44), die über den Aktor (10) bewegbar ist, einem Ventilschließglied (42), welches an der Ventilstange (44) befestigt ist und welches auf einen ersten Ventilsitz (38) absenkbar und vom ersten Ventilsitz (38) abhebbar ist, einer Rückschlagplatte (58), welche über eine Federkraft einer Rückschlagplattenfeder (56) in Richtung eines zweiten Ventilsitzes (40) belastet ist, einem Kanal (32) zwischen dem Einlass (28) und dem Auslass (30), welcher durch das Ventilschließglied (42) und die Rückschlagplatte (58) freigebbar und verschließbar ist, und einem Abstandselement (60), über welches die Rückschlagplatte ( 58) bei auf dem ersten Ventilsitz (38) aufliegendem Ventilschließglied

(42) entgegen der Federkraft der Rückschlagplattenfeder (56) vom zweiten Ventilsitz (40) abgehoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (10) einen Elektromagneten (11) aufweist, über den die Ventilstange (44) mit dem Ventilschließglied (42) bewegbar ist und das Abstandselement (60) zumindest teilweise magnetisierbar ist, wobei der Elektromagnet (11) entgegen einer Kraft einer Abstandselementfeder (78) wirkt, die vorgespannt gegen das Abstandselement (60) anliegt und deren Federkraft größer ist als die der Rückschlagplattenfeder (56).

2. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (60) mindestens einen Arm (64) aufweist, der gegen die Rückschlagplatte (58) bewegbar ist.

3. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest zwei Arme (64), die über den Umfang verteilt sind, von einem magnetisierbaren Betätigungselement (62) zur Rückschlagplatte (58) erstrecken.

4. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (62) ein ringförmiges Stahlblech ist, an dem die Arme (64) befestigt sind. 5. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (11) eine Spule (14), einen Kern (18), einen Anker (20) und ein Joch (16) aufweist, wobei der Kern (18) zwischen dem Anker (20) und dem Ventilschließglied (42) angeordnet ist und eine Durchgangsbohrung 48 aufweist, durch die die Ventilstange (44) ragt.

6. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch

5, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (62) axial gegenüberliegend zum Kern (18) oder zum Joch (16) des Elektromagneten (11) angeordnet ist. 7. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (26) ein Bewegungsraum (65) ausgebildet ist, der axial durch den Elektromagneten (11) begrenzt ist und in dem das Betätigungselement (62) axial zwischen dem Elektromagneten (11) und einem am Gehäuse (26) ausgebildeten Anschlag (66) verschiebbar ist.

8. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch

7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (66) eine radial äußere Anschlagfläche (68) an einem Absatz (72) des Gehäuses (26) und eine radial innere Anschlagfläche (70) aufweist.

9. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch

8, dadurch gekennzeichnet, dass sich beide Anschlagflächen (68, 70) ringförmig um die Ventilstange (44) erstrecken.

10. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselementfeder (78) zwischen einem inneren Absatz (80) des Kerns (18) und dem Abstandselement (60) eingespannt ist. 11. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch

10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselementfeder (78) an der zur radial inneren Anschlagfläche (70) gegenüberliegenden Seite des Betätigungselementes (62) anliegt.

12. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Anschlagfläche (70) an einem sich von einem Ventilstangenführungsabschnitt (46) in Richtung des Elektromagneten (11) erstreckenden Vorsprung (76) ausgebildet ist.

13. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch

12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Abstandselement (60) durch Bohrungen (82) im Gehäuse (26) erstreckt, die zwischen dem sich vom Ventilstangenführungsabschnitt (46) erstreckenden Vorsprung (76) und einer radial äußeren Wand (74) des Gehäuses (26) ausgebildet sind.

14. Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstange (44) mittels einer Ventilstangenfeder (50) gegen den Anker (20) belastet ist.

Description:
B E S C H R E I B U N G Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Aktor, einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, einer Ventilstange, die über den Aktor bewegbar ist, einem Ventilschließglied, welches an der Ventilstange befestigt ist und welches auf einen ersten Ventilsitz absenkbar und vom ersten Ventilsitz abhebbar ist, einer Rückschlagplatte, welche über eine Federkraft einer Rückschlagplattenfeder in Richtung eines zweiten Ventilsitzes belastet ist, einem Kanal zwischen dem Einlass und dem Auslass, welcher durch das Ventilschließglied und die Rückschlagplatte freigebbar und verschließbar ist, und einem Abstandselement, über welches die Rückschlagplatte bei auf dem ersten Ventilsitz aufliegendem Ventilschließglied entgegen der Federkraft der Rückschlagplattenfeder vom zweiten Ventilsitz abgehoben ist.

Derartige Ventilvorrichtungen werden insbesondere bei der Sekundärlufteinblasung in den Abgastrakt eines Verbrennungsmotors zur Schadstoffreduzierung genutzt, wobei über das Ventilschließglied der von einer Sekundärluftpumpe zur Verfügung gestellte Sekundärluftstrom freigegeben oder abgesperrt werden kann, während das Rückschlagventil ein Rückströmen von Abgas aus dem Abgasbereich zur Sekundärluftpumpe bei auftretenden Abgaspulsationen verhindert.

Es sind verschiedene derartige abschaltbare Rückschlagventile bekannt geworden, welche entweder pneumatisch oder elektromagnetisch aktuiert werden. Problematisch ist bei beiden Formen der Aktuierung, dass durch Eisbildung oder anhaftende Kondensate am Rückschlagventilkörper beziehungsweise zwischen dem Ventilsitz und dem Rückschlagventilkörper insbesondere bei länger geschlossenem Ventil ein Verkleben des Rückschlagventilkörpers am Ventilsitz erfolgen kann.

Um dies zu verhindern, wird in der DE 10 2016 103 549 B3 ein pneumatisch betätigtes abschaltbares Rückschlagventil vorgeschlagen, welches mehrere über den Umfang verteilte Abstandselemente aufweist, durch welches die Rückschlagplatte leicht vom Ventilsitz abgehoben wird, wenn das Ventilschließglied sich im geschlossenen Zustand befindet. Hierzu ist das Abstandselement mit einer zweiten Membran im Aktor verbunden, welche eine Steuerkammer im Aktor einseitig begrenzt, so dass durch Anlegen einer Druckdifferenz an diese Membran das Abstandselement gegen die Rückschlagplatte bewegt werden kann.

Eine solche Verhinderung eines Anklebens durch die Verwendung von Abstandselementen ist jedoch für ein elektromagnetisch betätigtes Ventil nicht bekannt. Die Aktuierung über Membrane und anliegende Druckdifferenzen würde zu einem zu hohen zusätzlichen Herstellungsaufwand und Bauraumbedarf führen. Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Ventilvorrichtung zu schaffen, mit der eine zuverlässige Funktion eines solchen Abstandselementes zur Erhöhung der Lebensdauer auch bei anfallenden Kondensaten, Schmutzstoffen oder Eisbildung auch für elektromagnetisch betätigte Ventilvorrichtungen erreicht werden kann, ohne dass zusätzliche Aktoren verwendet werden müssen oder ein erhöhter Bauraumbedarf entsteht.

Diese Aufgabe wird durch eine Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst. Diese Ventilvorrichtung weist einen Aktor auf sowie ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, über die insbesondere Sekundärluft in das Gehäuse ein- und aus diesem wieder herausströmen kann. Die Ventilvorrichtung besteht des Weiteren aus einer Ventilstange, die über den Aktor bewegbar ist sowie einem Ventilschließglied, welches an der Ventilstange befestigt ist und welches auf einen ersten Ventilsitz absenkbar und vom ersten Ventilsitz abhebbar ist. Dieses Ventilschließglied dient entsprechend zur Abschaltung oder Freigabe eines Gasstroms. Des Weiteren ist im Innern des Ventilschließgliedes eine Rückschlagplatte angeordnet, welche über eine Federkraft einer Rückschlagplattenfeder in Richtung eines zweiten Ventilsitzes belastet wird und ebenso wie das Ventilschließglied einen Kanal zwischen dem Einlass und dem Auslass, freigibt oder verschließt, wobei dies im Betrieb bei geöffnetem Ventilschließglied von der anliegenden Druckdifferenz im System abhängig ist. Unter einer Rückschlagplattenfeder ist ein Federelement zu verstehen, welches auf die Rückschlagplatte wirkt. Zusätzlich weist die

Ventilvorrichtung ein Abstandselement auf, über welches die

Rückschlagplatte bei auf dem ersten Ventilsitz aufliegenden Ventilschließglied entgegen der Federkraft der Rückschlagplattenfeder vom zweiten Ventilsitz abgehoben wird, um ein Festsitzen durch Eisbildung zu verhindern. Dadurch, dass der Aktor einen Elektromagneten aufweist, über den die Ventilstange bewegbar ist und das Abstandselement zumindest teilweise magnetisierbar ist, wobei der Elektromagnet entgegen einer Kraft einer Abstandselementfeder wirkt, die vorgespannt gegen das Abstandselement anliegt und deren Federkraft größer ist als die der Rückschlagplattenfeder, wird erreicht, dass auch für ein elektromagnetisch betätigtes Ventil ein Abheben der Rückschlagplatte erfolgt, wenn sich das Ventilschließglied in seiner Schließstellung auf dem ersten Ventilsitz befindet und der Elektromagnet nicht bestromt ist. Unter Abstandselementfeder ist auch hier zu verstehen, dass es sich um ein Federelement handelt, das auf das Abstandelement wirkt. Ein Kleben der Rückschlagplatte am Ventilsitz in der geschlossenen Stellung beispielsweise durch Eisbildung wird so zuverlässig vermieden. Bei Bestromung des Elektromagneten wird so einerseits das Ventilschließglied vom Ventilsitz abgehoben und andererseits das Abstandselement in der entgegengesetzten Richtung von der Rückschlagplatte abgehoben, während bei Nichtbestromung die Ventilstange in ihre Ausgangsposition und somit das Ventilschließglied durch eine Federkraft auf den Ventilsitz gedrückt wird, während das Abstandselement durch die Kraft der Abstandselementfeder gegen die Rückschlagplatte gedrückt wird, die entsprechend vom zweiten Ventilsitz abgehoben wird. Somit wird sowohl die Schaltfunktion des Ventilschließgliedes als auch die Schaltung des Abstandselementes durch Bestromung und Nichtbestromung des einen Elektromagneten hergestellt, so dass kein zusätzlicher Bauraumbedarf entsteht und die Herstellung sehr einfach bleibt. Unter zumindest teilweise magnetisierbar ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass das Abstandselement mehrteilig ausgebildet sein kann, wobei zumindest eines dieser Teile magnetisierbar sein muss, um durch den Elektromagneten angezogen werden zu können.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Abstandselement mindestens einen Arm auf, der gegen die Rückschlagplatte bewegbar ist, so dass lediglich eine geringe Beeinflussung des Luftstromes bei geöffnetem Ventil erfolgt. Zusätzlich kann durch einen solchen Arm einfach der Raum zwischen dem Elektromagneten und dem Ventilsitz überbrückt werden, so dass der Elektromagnet direkt auf den Arm wirken kann. Dabei kann entweder der Arm selbst magnetisierbar sein oder der Arm kann mit einem magnetisierbaren Betätigungselement verbunden sein, welches dann gemeinsam mit dem Arm das Abstandselement bildet.

In einer besonders bevorzugten Ausbildung erstrecken sich entsprechend zumindest zwei, insbesondere drei Arme, die über den Umfang verteilt sind, von einem magnetisierbaren Betätigungselement zur Rückschlagplatte. Durch die Verteilung der Arme über den Umfang liegt das Abstandselementes an der Rückschlagplatte von radial entgegengesetzten Seiten auf, wodurch ein Verkanten der Rückschlagplatte vermieden wird. Insbesondere können die Abstandselemente gleichmäßig über den Umfang verteilt werden, um ein an der Rückschlagplatte angreifendes Drehmoment zu vermeiden. Die Arme können beispielsweise aus Kunststoff hergestellt werden, während das Betätigungselement aus einem magnetisierbaren Material ist, so dass das eine Betätigungselement bei konzentrischer Anordnung zum Elektromagneten rein axial vom Elektromagneten angezogen wird und auf alle beide oder drei Arme wirkt. Unter Betätigungselement ist in diesem Zusammenhang ein Teil zu verstehen, welches magnetisierbar ist und somit vom Elektromagneten bewegt werden kann. Dieses kann ein einzelnes Bauteil sein, an dem die Arme befestigt sind oder es kann einstückig mit den Armen ausgebildet sein. Auch können selbstverständlich mehrere magnetisierbare Betätigungselemente vorhanden sein, die jeweils mit einem Arm Zusammenwirken oder einstückig mit diesem ausgebildet sind.

Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich, wenn das Betätigungselement ein ringförmiges Stahlblech ist, an dem die Arme befestigt sind. Ein solches Stahlblech weist ausreichend große Auflage und Kraftangriffsflächen auf, und kann als dünne Scheibe kostengünstig hergestellt werden, während die deutlich mehr Material benötigenden Arme aus einem beliebigen kostengünstigen Material hergestellt werden können. Entsprechend ergibt sich eine mehrteilige Ausführung. Der Elektromagnet weist vorzugsweise eine Spule, einen Kern, einen Anker und ein Joch auf, wobei der Kern zwischen dem Anker und dem Ventilschließglied angeordnet ist und eine Durchgangsbohrung aufweist, durch die die Ventilstange ragt. Somit wird der Anker bei Bestromung der Spule in entgegengesetzter Richtung zum Abstandselement axial bewegt, wodurch das Ventilschließglied öffnet, während das Abstandselement von der Rückschlagplatte entfernt ist und somit das Rückschlagventil funktionsfähig ist, während die Rückschlagplatte vom Ventilsitz abgehoben wird, während das Ventilschließglied am Ventilsitz aufliegt. Vorteilhafterweise ist das Betätigungselement axial gegenüberliegend zum Kern oder zum Joch des Elektromagneten angeordnet, so dass es bei Bestromung der Spule direkt zum gegenüberliegenden Kern oder Joch gezogen wird und eine hohe elektromagnetische Kraft auf das Abstandselement beziehungsweise das Betätigungselement wirkt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist im Gehäuse ein Bewegungsraum ausgebildet, der axial durch den Elektromagneten begrenzt ist und in dem das Betätigungselement axial zwischen dem Elektromagneten und einem am Gehäuse ausgebildeten Anschlag verschiebbar ist. Somit wird die eine Endlage durch den Elektromagneten festgelegt und die andere Endlage durch den Anschlag, so dass sichergestellt wird, dass der Hub so gering ist, dass die auf das Betätigungselement wirkende Magnetkraft ausreichend ist, um das Betätigungselement mit den Armen zum Elektromagneten zu ziehen. Durch das unmittelbare Anliegen beziehungsweise Gegenüberliegen des Betätigungselementes zum Elektromagneten kann die elektromagnetische Kraft auch unmittelbar auf diesen wirken. Zusätzlich wird die Montage des Betätigungselementes vereinfacht, welches einfach aktorseitig in das Gehäuse eingesetzt werden kann, bevor der Elektromagnet befestigt wird.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Anschlag eine radial äußere Anschlagfläche an einem Absatz des Gehäuses und eine radial innere Anschlagfläche aufweist. Auf diese Weise wird ein Kippen oder Verformen des Betätigungselementes in der unbestromten Position durch eine gleichmäßige Belastung des Betätigungselementes vermieden, so dass das Betätigungselement auch als dünne Scheibe ausgeführt werden kann und dennoch kein Verkanten der sich vom Betätigungselement erstreckenden Arme zu befürchten ist.

Eine besonders einfache Herstellung ergibt sich in einer weiterführenden Ausführung, wenn sich beide Anschlagflächen ringförmig um die Ventilstange erstrecken.

Vorzugsweise ist die Abstandselementfeder zwischen einem inneren Absatz des Kerns und dem Abstandselement beziehungsweise dem Betätigungselement eingespannt. Entsprechend kann der Kern als Führung für die Abstandselementfeder dienen, wodurch ein Knicken der Feder verhindert wird. Des Weiteren wird kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Des Weiteren kann die Abstandselementfeder an der zur radial inneren Anschlagfläche gegenüberliegenden Seite des Betätigungselementes anliegen, so dass die Kraft der Feder in der Endlage direkt von der Anschlagfläche aufgenommen werden kann und erneut ein Verbiegen des Betätigungselementes verhindert wird

Vorzugsweise ist die radial innere Anschlagfläche an einem sich von einem Ventilstangenführungsabschnitt in Richtung des Elektromagneten erstreckenden Vorsprung ausgebildet. So kann die Form zur Fierstellung des Gehäuses einfach gehalten werden ohne dass zusätzliche Kerne notwendig sind. Auch wird ein zusätzlicher Platzbedarf vermieden.

Auch ist es vorteilhaft, wenn sich das Abstandselement, insbesondere die Arme des Abstandselementes durch Bohrungen im Gehäuse erstrecken, die zwischen dem sich vom Ventilstangenführungsabschnitt erstreckenden Vorsprung und einer radial äußeren Wand des Gehäuses ausgebildet sind. Diese Bohrungen dienen gleichzeitig zur Führung der Arme und damit des Abstandselementes, wodurch ein Knicken oder Verkanten der Arme vermieden wird. Auch diese Bohrungen sind einfach herstellbar. Des Weiteren ist das Ventilschließglied mittels einer die Ventilstange umgebenden Ventilstangenfeder in Richtung des ersten Ventilsitzes belastet und der Anker mittels einer Ankerfeder gegen die Ventilstange belastet, so dass die Ventilstange getrennt vom Anker montiert werden kann und dennoch eine Anlage des Ankers an der Ventilstange sichergestellt wird. Dabei muss jedoch die Ventilstangenfeder, deren Wirkrichtung entgegengesetzt zur Elektromagnetkraft gerichtet ist und die gegen einen Anschlag an der Ventilstange anliegen kann, eine größere Federkraft aufweisen als die Ankerfeder. Es wird somit eine elektromagnetisch aktuierbare Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine geschaffen, welche unempfindlich gegen Verschmutzungen, Kondensate oder Eisbildung ist und dessen Funktionsweise bereits unmittelbar nach dem Start der

Verbrennungskraftmaschine unabhängig von den Umgebungstemperaturen zur Verfügung steht, da ein Festklemmen der Rückschlagplatte zuverlässig verhindert wird. Die Abstandselemente werden auf einfache Weise ohne zusätzlichen Bauraumbedarf im Gehäuse angeordnet und durch den gleichen Aktor in Bewegung versetzt wie die Ventilstange und damit das Ventilschließglied.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung ist in der Figur dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die Figur zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung in geschnittener Darstellung.

Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung besteht aus einem elektromagnetischen Aktor 10, der einen Elektromagneten 11 mit einer auf einen Spulenträger 12 gewickelten Spule 14, einem die Spule 14 radial und axial umgebenden Joch 16, einem im Spulenträger 12 angeordneten Kern 18 sowie einem axial bewegbaren Anker 20, der bei Bestromung der Spule 14 durch die elektromagnetische Kraft in bekannter Weise in Richtung des Kerns 18 verschoben wird, aufweist. Die Bestromung erfolgt über einen Stecker 22, der an einem Deckelteil 24 des Elektromagneten 11 befestigt ist, welches den Elektromagneten 11 an einem ersten axialen Ende verschließt. Der Aktor 10 ist an einem Gehäuse 26 befestigt, welches einen Einlass 28 und einen Auslass 30 aufweist, zwischen denen ein Kanal 32 im Gehäuse 26 ausgebildet ist, der Durchströmungsquerschnitte 34, 36 aufweist, welche von einem ersten Ventilsitz 38 beziehungsweise einem zweiten Ventilsitz 40 umgeben sind, wobei der zweite Ventilsitz 40 radial innerhalb des ersten Ventilsitzes 38 ausgebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel fällt der Auslass 30 mit dem vom ersten Ventilsitz 38 umgebenen Durchströmungsquerschnitt 34 zusammen.

Der erste Ventilsitz 38 wirkt zum Verschließen oder Öffnen des Durchströmungsquerschnitts 34 mit einem Ventilschließglied 42 zusammen, welches auf einer Ventilstange 44 befestigt ist, die in einem Ventilstangenführungsabschnitt 46 des Gehäuses 26 gelagert ist und die sich durch eine Durchgangsbohrung 48 im Kern 18 und bis zum Anker 20 erstreckt, gegen den die Ventilstange 44 anliegt. Gegen das Ende des Ventilstangenführungsabschnitts 46 liegt eine Ventilstangenfeder 50 an, die zwischen diesem Ende des Ventilstangenführungsabschnitts 46 und einer radialen Erweiterung 52 der Ventilstange 44 eingespannt ist, so dass das Ventilschließglied 42 gegen den ersten Ventilsitz 38 vorgespannt wird. Die Ventilstange 44 liegt dabei gegen den Anker 20 an, was durch eine Ankerfeder 54 sichergestellt wird, die zwischen dem Deckelteil 24 und dem Anker 20 eingespannt ist und somit den Anker 20 in Richtung der Ventilstange 44 belastet. Die Ankerfeder 54 hat eine geringere Federkraft als die Ventilstangenfeder 50, so dass die Ruhestellung der Ventilvorrichtung die in der Figur dargestellte Position ist, in der das Ventilschließglied 42 am ersten Ventilsitz 38 anliegt. Wird nun der Elektromagnet 11 bestromt, wirkt eine Kraft auf den Anker 20, der in Richtung des Kerns 18 verschoben wird, sobald die Elektromagnetkraft mit den Federkräften der Ankerfeder 54 und einer Rückschlagplattenfeder 56 die Federkraft der Ventilstangenfeder 50 übersteigt.

Die Rückschlagplattenfeder 56 ist zwischen dem Ventilschließglied 42 und einer Rückschlagplatte 58 eingespannt und belastet die Rückschlagplatte 58, welche gleitbeweglich auf der Ventilstange 44 gelagert ist, in Richtung des zweiten, radial inneren Ventilsitzes 40. Entsprechend wirkt die Rückschlagplatte 58 mit der Rückschlagplattenfeder 56 bei geöffnetem Ventilschließglied 42 als Rückschlagventil, welches zwar einen Gasstrom vom Einlass 28 zum Auslass 30 zulässt, jedoch bei Gaspulsationen im Bereich des Auslasses 30 eine umgekehrte Strömung verhindert. Dies ist insbesondere bei Verwendung dieser Ventilvorrichtung als Sekundärluftventil erforderlich, um ein Einströmen von Abgas aus dem Abgasstrang in Richtung eines Sekundärluftgebläses zu verhindern, wenn Abgaspulsationen auftreten.

Die Rückschlagplatte 58 wird entsprechend bei geschlossenem Ventilschließglied 42 und damit in Normalstellung des Aktors 10, in der der Elektromagnet 11 nicht bestromt wird, durch die Rückschlagplattenfeder 56 gegen den zweiten Ventilsitz 40 belastet. Da dies insbesondere der Fall ist, wenn sich das Ventil im abgeschalteten Zustand des Verbrennungsmotors befindet, können durch Verunreinigungen aus dem Gas, insbesondere bei Verwendung am Abgasstrang oder durch gefrierende Flüssigkeiten Anhaftungen zwischen dem zweiten Ventilsitz 40 und der Rückschlagplatte 58 entstehen, die eine korrekte Funktionsweise des Rückschlagventils bei einem anschließenden Start des Verbrennungsmotors verhindern.

Aus diesem Grund wird ein elektromagnetisch betätigbares Abstandelement 60 im Gehäuse 26 montiert, dessen axiales Ende bei abgeschaltetem Ventil beziehungsweise bei geschlossenem Ventilschließglied 42 gegen die Rückschlagplatte 58 anliegt und diese vom zweiten Ventilsitz 40 entfernt, so dass ein Spalt zwischen dem zweiten Ventilsitz 40 und der Rückschlagplatte 58 gebildet wird.

Das Abstandelement 60 besteht aus einem ringförmigen Betätigungselement 62, von dem aus sich drei Arme 64, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind, in Richtung der Rückschlagplatte 58 erstrecken. Das ringförmige Betätigungselement 62 ist in einem Bewegungsraum 65 im Gehäuse 26 angeordnet, der durch den Elektromagneten 11 axial verschlossen wird und besteht aus einem flachen ringförmigen Stahlblech. Dieser Bewegungsraum 65 weist eine Flöhe von beispielsweise etwa 1 mm auf, so dass das Betätigungselement 62 um etwa 0,5 mm axial verschoben werden kann und maximal 0,5 mm vom Elektromagneten 11 entfernt ist und somit im Bereich des elektromagnetischen Feldes des Elektromagneten 11 angeordnet ist. Der Bewegungsraum 65 wird somit axial einerseits durch den Kern 18 beziehungsweise das Joch 16 des Elektromagneten 11 und andererseits durch einen Anschlag 66 im Gehäuse 20 begrenzt. Der Anschlag 66 zur Begrenzung des Bewegungsraums 65 wird durch zwei ringförmige Anschlagflächen 68, 70 gebildet, von denen die radial äußere

Anschlagfläche 68 durch einen Absatz 72 an einer radial äußeren Wand 74 des Gehäuses 26 gebildet wird und die radial innere Anschlagfläche 70 durch das Ende eines Vorsprungs 76 gebildet wird, der sich vom Ventilstangenführungsabschnitt 46 aus axial in Richtung des Elektromagneten 11 erstreckt. An der zum Vorsprung 76 entgegengesetzten Seite des

Betätigungselementes 62 liegt gegen das Betätigungselement 62 eine Abstandselementfeder 78 an, die zwischen dem inneren Auflagebereich des Betätigungselementes 62 und einem inneren Absatz 80 des Kerns 18 eingespannt ist, und die die Ventilstangenfeder 50 umgibt. Diese Abstandselementfeder belastet entsprechend das Abstandselement 60 und somit über das Betätigungselement 62 die Arme 64 in Richtung der Rückschlagplatte 58. Die Federkraft der Abstandselementfeder 78 ist entsprechend größer zu wählen als die Kraft der Rückschlagplattenfeder 56, so dass in der Ruhestellung des Ventils, also bei Nichtbestromung der Spule 14, das axiale Ende der Arme 64 gegen die Rückschlagplatte 58 gedrückt werden und somit die Rückschlagplatte 58 vom zweiten Ventilsitz 40 abgehoben wird. Die Arme 64 sind im Gehäuse 26 über Bohrungen 82 geführt, die zwischen der radial äußeren Wand 74 und dem Vorsprung 76 ausgebildet sind. In diesem Zustand liegt das Betätigungselement 62 gegen die Anschlagflächen 68, 70 an und das Ventilschließglied 42 liegt auf dem ersten Ventilsitz 38 auf. Wird nun der Elektromagnet 11 bestromt, wird das Ventilschließglied 42, wie oben bereits beschrieben wurde, vom ersten Ventilsitz 38 abgehoben. Gleichzeitig wird jedoch auch das Abstandselement 60 in entgegengesetzter Richtung, also zum Elektromagneten 11 gezogen, bis das Betätigungselement 62 gegen den Kern 18 beziehungsweise das Joch 16 anliegt. In diesem Zustand liegen die Arme 64 nicht mehr gegen die Rückschlagplatte 58 an, so dass diese ihre normale Funktion als Rückschlagventil aufnehmen kann und Luft vom Einlass 28 zum Auslass 30 strömen kann, während der umgekehrte Weg durch die Rückschlagplatte 58 gesperrt wird. Soll keine Luft mehr gefördert werden oder wird der Verbrennungsmotor im Folgenden ausgestellt, wird die Bestromung des Elektromagneten 11 eingestellt, so dass die Federkräfte die Stellung der Ventilstange 44 und des Abstandselementes 60 bestimmen. Dies hat zur Folge, dass das Ventilschließglied 42 gegen seinen Ventilsitz 38 bewegt wird und diesen verschließt und das Abstandselement 60 wieder gegen die Rückschlagplatte 58 gedrückt wird und diese vom Ventilsitz 40 entfernt. Hierdurch können die am Auslass 30 vorhandenen Abgase und die im Abgas vorhandenen Schmutzstoffe sowie anfallende Kondensate sich nicht im Anschlagbereich der Rückschlagplatte 58 am zweiten Ventilsitz 40 anlagern und beispielsweise durch Eisbildung zu einem Verklemmen der Rückschlagplatte 58 bei Neustart führen. Auch ist es nicht möglich, dass diese Abgase oder Kondensate aus der Luft in den Bereich der Ventilstangenführung gelangen, da dieser Raum vollständig durch eine Dichtung 84, die auf der Ventilstange 44 angeordnet ist, abgedichtet wird. Daraus folgt, dass die korrekte Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung unabhängig von vorhandenen Schmutzstoffen und Temperaturen vom Start ab gewährleistet wird. Hierdurch steigt auch die Lebensdauer eines derartigen Ventils. Die Funktion des Abstandselementes wird bei dieser Ventilvorrichtung ohne zusätzliche Aktoren sichergestellt, so dass der Aufbau und die Montage sehr einfach bleiben und die Ventilvorrichtung kostengünstig hergestellt werden kann. Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des vorliegenden Hauptanspruchs nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. So sind selbstverständlich Änderungen bezüglich des Aufbaus der verschiedenen Teile der Ventilvorrichtung wie dem Gehäuse, dem Abstandselement oder der Befestigungselemente denkbar. Auch kann das Befestigungselement beispielsweise mit zwei Armen ausgeführt werden beziehungsweise eine andere Form aufweisen als die als gerade Stifte ausgeführten Arme. Des Weiteren können, statt ein zusätzliches Betätigungselement zu verwenden auch die Arme selbst magnetisierbar ausgeführt werden. In diesem Fall kann auf das Betätigungselement verzichtet werden. Entsprechend kann das Abstandselement auch aus mehreren nicht miteinander verbundenen Elementen bestehen, die über den Elektromagneten betätigt werden. Selbstverständlich können in diesem Fall auch mehrere Abstandselementfedern verwendet werden, die jeweils einem dieser Elemente zugeordnet werden. Weitere konstruktive Änderungen sind selbstverständlich ebenfalls denkbar.