Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
[0002] Derartige Druckregelventile werden beispielsweise in der Entlüftungsleitung zwischen
Kurbelgehäuse und Ansaugrohr bzw. Luftfilter verwendet. In jedem Fall geht es darum,
den Druck oder Unterdruck in den zu entlüftenden Behältern nicht über einen vorbestimmten
Wert hinaus ansteigen zu lassen.
[0003] Aus der Offenlegungsschrift
DE 40 22 129 A1 ist ein Ventil bekannt, welches aus zwei Teilventilen besteht, welche beide an einer
einzigen Membran angeordnet sind. Nachteilig sind bei dieser Art von Ventil, das bei
bestimmten Schaltzuständen hohe Geräuschemissionen auftreten, welche insbesondere
im Bereich zwischen Ventilöffnung und Membran entstehen können.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem bekannten Stand der Technik
ein Druckregelventil zu schaffen, welches geringere Geräuschemissionen verursacht.
[0005] Diese Aufgabe wird durch ein Ventil gemäß Anspruch 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
[0006] Das erfindungsgemäße Druckregelventil umfasst ein Ventilgehäuse, das aus einem insbesondere
topfförmigen Gehäuseunterteil und einem Gehäusedeckel zusammengesetzt ist. Das Gehäuse
weist einen in das Gehäuseunterteil einmündenden Zuflussstutzen und einen aus dem
Gehäuseunterteil ausmündenden Abflussstutzen auf, dessen zentral innerhalb des Ventilgehäuses
angeordnetes Stutzenende als Ventilsitz ausgebildet ist.
[0007] Das Druckregelventil umfasst weiter einen an seinem Rand in einer Nut zwischen dem
Gehäusedeckel und dem Gehäuseunterteil abgedichteten eingeklemmten Membranventilkörper,
der das Ventilgehäuse in eine Ventilkammer und eine über Belüftungskammer unterteilt,
wobei die Belüftungskammer über einen Belüftungskanal mit der Atmosphäre verbunden
sein kann. Die Membran weist eine dem Ventilsitz am Stutzenende zugewandte Ventilplatte
auf.
[0008] Das Druckregelventil umfasst weiter eine Druckfeder, welche sich an dem Boden des
Gehäuseunterteils abstützt und eine Kraft auf die Membran in Richtung des Gehäusedeckels
ausübt.
[0009] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Druckregelventil weiter
ein zwischen der Ventilplatte der Membran und dem ersten Ventilsitz am Gehäuseunterteil
angeordnetes Zwischenventil.
[0010] In einer Ausführungsform weist das Zwischenventil einen zweiten Ventilsitz auf, der
der Membran zugewandt ist und mit der Ventilplatte der Membran zusammenwirkt
[0011] In einer Ausführungsform weist das Zwischenventil eine Ventilplatte auf, welche dem
Ventilsitz des Gehäuseunterteils zugewandt ist und mit diesem zusammenwirkt, wobei
das Zwischenventil an der Membran derart angeordnet ist, dass eine axiale Relativbewegung
zwischen der Membran und dem Zwischenventil möglich ist.
[0012] In einer Ausführungsform ohne Zwischenventil ist die Ventilplatte der Membran dem
Ventilsitz des Gehäuseunterteils zugeordnet und wirk mit diesem zusammen.
[0013] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Zwischenventil eine Einrichtung
zur Strömungsumleitung auf, welche lösbar oder unlösbar mit der Ventilplatte verbunden
sein kann. Durch die Strömungsumlenkung können die Geräuschemissionen positiv beeinflusst
werden.
[0014] In einer weiteren Ausführungsform ist die Einrichtung zur Strömungsumlenkung als
kegel- oder kegelstumpfartige Erhebung ausgeführt, welche an die Membran in der Mitte
der Ventilplatte z. B. angeklebt oder angeformt sein kann.
[0015] In einer weiteren Ausführungsform ist die Einrichtung zur Strömungsumlenkung durch
eine Mehrzahl von auf der Ventilplatte verteilten Erhebungen gebildet. Diese können
als Teil der Membran ausgebildet oder auf dieser unlösbar, z. B. durch eine Klebeverbindung
befestigt sein.
[0016] In einer weiteren Ausführungsform ist die Einrichtung zur Strömungsumlenkung durch
einen ringförmigen Einsatz gebildet, welcher die Feder des Zwischenventils auf einem
Teil ihrer Länge im an die Membran anschließenden Teil umgibt oder von dieser umgeben
wird.
[0017] In einer weiteren Ausführungsform wird die Einrichtung zur Strömungsumlenkung von
der Feder gegen die Membran gedrückt.
[0018] In einer weiteren Ausführungsform ist die Einrichtung zur Strömungsumlenkung als
Teil der Membran ausgebildet oder auf dieser unlösbar, z. B. durch eine Klebe- oder
Schweißverbindung befestigt.
[0019] In einer weiteren Ausführungsform ist die Einrichtung zur Strömungsumlenkung durch
die Feder des Zwischenventils selbst gebildet, wobei die Feder auf einem Teil ihrer
Länge im an die Membran anschließenden Teil auf Block steht, d. h. dass in diesem
Bereich die Windungen direkt aneinander liegen. Dadurch kann nur noch ein geringer
Volumenstrom zwischen den Windungen in diesem Bereich hindurchtreten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0020] Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch ein Druckregelventil bei geöffneten Ventilen,
Figur 2 das in Figur 1 gezeigte Druckregelventil mit geschlossenem ersten Ventil,
Figur 3 das in Figur 1 gezeigte Druckregelventil in völlig geschlossenem Zustand und
die
Figuren 4-7 Ausschnitte verschiedener Ausführungsformen des Ventils mit verschiedenen
Ausführungen der Einrichtung zur Strömungsumlenkung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
[0021] Im praktischen Betrieb wird durch das in die Entlüftungsleitung zwischen dem Saugrohr
und dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine eingebaute Druckregelventil Durchblasgas,
d. h. Blow-by-Gas, in Pfeilrichtung hindurchgesaugt. Dabei wird die Forderung gestellt,
dass während des Betriebs im Kurbelgehäuse immer ein geringer Unterdruck vorherrschen
soll, damit keine ölhaltigen Durchblasgase beispielsweise durch die Entlüftungsleitung
nach außen gelangen und die Umwelt verschmutzen können.
[0022] Andererseits besteht die Forderung, dass der angegebene Unterdruckwert nicht wesentlich
unterschritten wird, weil sonst durch Undichtigkeiten ungewollt Fehlluft in das Kurbelgehäuse
gesaugt würde.
[0023] Ein Druckregelventil, welches für den Einbau in die Entlüftungsleitung zwischen dem
Saugrohr und dem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine bestimmt ist, besteht gemäß
Figur 1 aus einem Ventilgehäuse 11, welches einen Zuflussstutzen 10 aufweist. Dieser
Zuflussstutzen ist an seinem äußeren Ende mit einem Ringwulst 28 versehen, so dass
ein Schlauch oder ähnliches angeschlossen werden kann. Der Zuflussstutzen ist koaxial
zu dem Ventilgehäuse 11 in dasselbe geführt und schließt innerhalb des Ventilgehäuses
11 mit einem Ventilsitz 17 ab.
[0024] Das Ventilgehäuse 11 ist nach oben offen und enthält an seiner oberen Öffnung eine
Ringnut 15. Auf dieser Öffnung des Ventilgehäuses 11 wird ein Gehäusedeckel 13 befestigt,
wobei zwischen Gehäusedeckel 13 und Ventilgehäuse 11 eine Membran 14 eingelegt ist.
Die Membranfläche dieser Membran ist in ihrem mittleren Teil verdickt und weist in
diesem Bereich eine ventilplattenförmige Fläche 22 auf, welche dem Ventilgehäuse zugewandt
ist. Ferner weist die Membran in dieser Ausführungsform eine in der Mitte der ventilplattenförmige
Fläche 22 eine Einrichtung zur Strömungsumlenkung 27 auf, die in dieser Ausführungsform
als kegelstumpfartige Erhebung ausgeführt ist, welche an die Membran z. B. angeklebt
oder angeformt sein kann.
[0025] Zwischen Membran 14 und Gehäusedeckel 13 wird eine erste Ventilkammer 29 gebildet,
welche über eine Belüftungsbohrung 16 mit dem atmosphärischen Aussendruck in Verbindung
steht. Das Ventilgehäuse 11 weist ferner einen Abflussstutzen 12 auf. Auch dieser
Abflussstutzen 12 ist mit einem Ringwulst 30 zum Anschluss eines Schlauches versehen.
[0026] Im mittleren Bereich der Membran 14 ist ein hohlzylindrisches Teil 26 angelegt. Dieses
kann sowohl lösbar (z. B. durch eine Klemmverbindung) als auch unlösbar (z. B. durch
eine Klebeverbindung) mit der Membran verbunden sein.
[0027] An einem ringförmigen Kragen des hohlzylindrischen Teils 26 liegt eine Druckfeder
25 an. Diese Druckfeder 25 stützt sich mit ihrem gegenüberliegenden Ende an dem Ventilgehäuse
ab. Durch die Druckfeder wird die Membran in eine obere Endstellung bewegt. In dieser
Endstellung liegt die Membran im Bereich ihrer Verdickung 31 an dem Gehäusedeckel
13 an.
[0028] Innerhalb des hohlzylindrischen Teils 26 befindet sich ein Zwischenventil 18. Dieses
Zwischenventil 18 ist mit einer Ventilplatte 19 und mit einem Ventilsitz 21 versehen.
Außerdem hat das Zwischenventil 18 eine Ventilöffnung 20 mit einem bestimmten Durchmesser,
welcher kleiner als der Durchmesser des Ventilsitzes 17 ist.
[0029] Das Zwischenventil 18 wird von einer Druckfeder 24 im Ruhezustand in der dargestellten
Lage gehalten. Durch dieses Zwischenventil werden in dem Druckregelventil zwei unterschiedlich
wirkende Ventile gebildet, und zwar ein Ventil bestehend aus Ventilplatte 19 und Ventilsitz
17 und ein Ventil mit Ventilplatte 22 und Ventilsitz 21.
[0030] Das hohlzylindrische Teil 26 ist mit Durchbrüchen 23 versehen. Die Funktion der Durchbrüche
wird anhand der Figur 2 näher erläutert.
[0031] In der in Figur 1 gezeigten Stellung werden die in einem Kurbelgehäuse sich bildenden
Gase, welche über den Zuflussstutzen 10 einströmen, über den Abflussstutzen 12 abgesaugt,
wobei beide Ventile geöffnet sind. Diese Ventilstellung ist wirksam, wenn der Saugrohrunterdruck
sehr gering ist bzw. nahezu kein Saugrohrunterdruck herrscht. In dieser Stellung kann
der größtmögliche Durchsatz an Durchblasgasen auch bei geringem Saugrohrunterdruck
erzielt werden.
[0032] In Figur 2 ist das in Figur 1 beschriebene Druckregelventil wiederum dargestellt.
Das Druckregelventil befindet sich nunmehr in einer Zwischenstellung. Diese Stellung
wird dann erreicht, wenn ein bestimmter Grenzwert des Saugrohrunterdruckes sich eingestellt
hat und wobei dieser Grenzwert oberhalb des maximal in dem Kurbelgehäuse zulässigen
Unterdrucks liegt.
[0033] Bei Unterschreiten eines festgelegten Druckwertes, der niedriger als der Atmosphärendruck
ist, bewegt sich die in Figur 1 in Ruhestellung gezeigte Membran 14 und damit die
Ventilplatte 19 auf den Ventilsitz 17 zu, und zwar mit fallendem Druck, bis der Durchgang
durch dieses Ventil bei Unterschreiten des Grenzwertes in der Ventilkammer 32 gegen
die Kraft der Druckfeder 25 schließlich absperrt.
[0034] In diesem Zustand wirkt der an dem Abflussstutzen 12 angelegte Unterdruck, der je
nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine beispielsweise bis zu 800 mbar erreichen
kann, über die Ventilöffnung 20 auf die Membran 14. Die Durchblasgase strömen nunmehr
über die Durchbrüche 23 durch diese Ventilöffnung 20 gemäß den eingezeichneten Pfeilen.
[0035] Entsteht ein noch höherer Unterruck im Saugrohr, so wird sich gemäß Figur 3 die Membran
entgegen der Federkraft der Druckfeder 24 weiter nach unten bewegen, bis bei einem
maximalen Saugrohrunterdruck der Bereich der Ventilplatte 22 der Membran 14 an dem
Ventilsitz 21 anliegt und damit auch diese Öffnung verschließt. In dieser Stellung
gelangen keine Durchblasgase mehr von dem Kurbelgehäuse in das Saugrohr. Sobald sich
jedoch in dieser gezeigten Stellung der Druck im Kurbelgehäuse erhöht bzw. der Saugrohrunterdruck
erniedrigt, wird sich die Membran 14 wieder von dem Ventilsitz 21 des Zwischenventils
18 abheben und damit zunächst die kleinere Öffnung und bei einem weiteren Abfallen
des Saugrohrunterdrucks, beispielsweise durch Öffnen der Hauptdrosselklappe, der Unterdruck
in dem Saugrohr der Brennkraftmaschine verringert, so dass schließlich auch die größere
Öffnung, d. h. das Ventil zwischen dem Ventilsitz 17 und der Ventilplatte 19 geöffnet
wird.
[0036] Figur 4 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform des Ventils. Bei dieser
ist die Einrichtung zur Strömungsumlenkung 27 durch einen ringförmigen Einsatz gebildet,
welcher auf einem Teil der Länge der Feder 25 im an die Membran anschließenden Teil
von dieser Feder 25 umgeben wird. Die Einrichtung zur Strömungsumlenkung 27 wird dabei
von der Feder 25 gegen die Membran 14 gedrückt.
[0037] Figur 5 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform des Ventils. Bei dieser
ist die Einrichtung zur Strömungsumlenkung 27 durch die Feder 25 selbst gebildet,
auf einem Teil ihrer Länge im an die Membran 14 anschließenden Teil auf Block steht,
wodurch nur noch ein geringer Volumenstrom zwischen den Windungen in diesem Bereich
hindurchtreten kann.
[0038] Figur 6 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform des Ventils. Bei dieser
ist die Einrichtung zur Strömungsumlenkung 27 durch einen ringförmigen Einsatz gebildet,
welcher die Feder 25 auf einem Teil ihrer Länge im an die Membran 14 anschließenden
Teil. Dabei ist die Einrichtung zur Strömungsumlenkung 27 auf der Membran unlösbar,
z. B. durch eine Klebeverbindung befestigt.
[0039] Figur 7 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform des Ventils. Bei dieser
ist die Einrichtung zur Strömungsumlenkung 27 durch eine Mehrzahl von auf der Ventilplatte
22 verteilten Erhebungen gebildet. Diese sind hier als Teil der Membran 14 ausgebildet.
1. Druckregelventil für den Einbau in eine Entlüftungsleitung an einer Brennkraftmaschine
insbesondere zwischen Kurbelgehäuse und Ansaugrohr bzw. Luftfilter, mit einem Ventilgehäuse,
das aus einem Gehäuseunterteil und einem Gehäusedeckel zusammengesetzt ist, mit einem
in das Gehäuseunterteil einmündenden Zuflussstutzen und einem aus dem Gehäuseunterteil
ausmündenden Abflussstutzen, dessen zentral innerhalb des Ventilgehäuses angeordnetes
Stutzenende als Ventilsitz ausgebildet ist, sowie mit einem an seinem Rand in einer
Nut zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäuseunterteil abgedichteten eingeklemmten
Membranventilkörper, der das Ventilgehäuse in eine Ventilkammer und eine über einen
Belüftungskanal mit der Atmosphäre verbundene Belüftungskammer unterteilt, wobei die
Membran eine dem Ventilsitz am Stutzenende zugewandte Ventilplatte aufweist und mit
einer Druckfeder, welche sich an dem Boden des Gehäuseunterteils abstützt und eine
Kraft auf die Membran in Richtung des Gehäusedeckels ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil eine Einrichtung zur Strömungsumleitung aufweist, welche lösbar oder unlösbar
mit der Ventilplatte verbunden ist.
2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ventilplatte der Membran und dem ersten Ventilsitz am Gehäuseunterteil
ein Zwischenventil angeordnet ist, welches einen zweiten Ventilsitz aufweist, der
der Membran zugewandt ist und mit der Ventilplatte der Membran zusammenwirkt und eine
Ventilplatte aufweist, welche dem Ventilsitz des Gehäuseunterteils zugewandt ist und
mit diesem zusammenwirkt, wobei das Zwischenventil an der Membran derart angeordnet
ist, dass eine axiale Relativbewegung zwischen der Membran und dem Zwischenventil
möglich ist.
3. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtung zur Strömungsumlenkung als kegel- oder kegelstumpfartige Erhebung ausgeführt
ist, welche an die Membran in der Mitte der Ventilplatte z. B. angeklebt oder angeformt
ist.
4. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Strömungsumlenkung durch eine Mehrzahl von auf der Ventilplatte
verteilten Erhebungen gebildet wird, die als Teil der Membran ausgebildet sind oder
auf dieser unlösbar, z. B. durch eine Klebeverbindung befestigt sind.
5. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Strömungsumlenkung durch einen ringförmigen Einsatz gebildet
ist, welcher die Feder des Zwischenventils auf einem Teil ihrer Länge im an die Membran
anschließenden Teil umgibt oder von dieser umgeben wird.
6. Druckregelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Strömungsumlenkung von der Feder gegen die Membran gedrückt wird.
7. Druckregelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Strömungsumlenkung als Teil der Membran ausgebildet oder auf
dieser unlösbar, z. B. durch eine Klebeverbindung befestigt ist.
8. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Strömungsumlenkung durch die Feder selbst gebildet ist.
9. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Membran ein hohlzylindrisches Teil angeordnet ist, welches an seinem Mantel
mit Durchbrüchen versehen ist und in welchem das Zwischenventil angeordnet ist.
10. Druckregelventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Membran und dem Zwischenventil eine Druckfeder angeordnet ist, welche
im Ruhezustand das von dem Zwischenventil und der Ventilplatte der Membran gebildete
zweite Ventil offenhält.
11. Druckregelventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Strömungsumlenkung durch das hohlzylindrische Teil gebildet wird,
wobei dieses auf mindestens 20% seiner Länge im an die Ventilplatte anschließenden
Teil geschlossen ausgeführt ist.
12. Druckregelventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Strömungsumlenkung fest mit dem hohlzylindrischen Teil verbunden
ist.
13. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2-12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Saugrohrunterdruck bis zu einem ersten Grenzwert das aus der Ventilplatte
des Zwischenventils und dem ersten Ventilsitz gebildete Ventil schließt und das bei
einem bestimmten festgelegten höheren Grenzwert des Saugrohrunterdrucks auch das aus
dem zweiten Ventilsitz und der Ventilplatte der Membran gebildete Ventil schließt
und damit den Unterdruck in dem zu entlüftenden Raum, insbesondere dem Kurbelgehäuse
begrenzt.