DE112012002478B4

DE112012002478B4 - Gehäuseentlüftungsventil mit einem modularen unteren Aufbau mit integrierten Rückschlagventilen

Info

Publication number: DE112012002478B4
Application number: DE112012002478.8T
Authority: DE
Inventors: Benjamin Dominick Manton Williams
Original assignee: Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Vitesco Technologies USA LLC
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2032-06-16
Also published as: US9206771B2; CN103764987B; DE112012002478T5; WO2012174347A1; US20120318243A1; CN103764987A

Abstract

Gehäuseentlüftungsventil für ein Fahrzeug, umfassend: Ein Ventilelement, welches derart konstruiert und dazu ausgebildet ist, einen Dampfentlüftungsstrom von einem Kraftstofftank und einer Gehäusestruktur zu einem Lufteinlasskrümmer zu steuern, einen modularen Aufbau, welcher in entfernbarer Weise mit einem Gehäuse des Ventilelementes gekoppelt ist, wobei der Aufbau ein inneres Volumen definiert, welches sich in Kommunikation mit dem Ventilelement befindet, um den Dampfentlüftungsstrom aufzunehmen, wobei der Aufbau wenigstens einen Auslassanschluss umfasst, und ein Rückschlagventil, welches im Aufbau angeordnet ist und dem wenigstens einen Auslassanschluss zugeordnet ist, so dass unter bestimmten Bedingungen das Rückschlagventil einen Dampfentlüftungsstrom von dem Volumen durch den Auslassanschluss zulässt, und, unter unterschiedlichen Bedingungen, einen Rückfluss in das Volumen vermeidet, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil ein Ventilteil aufweist, welches in einer freibeweglichen Art und Weise an einer Öffnung eines Gehäuses angrenzend an einem Auslassanschluss befestigt ist, und in dem Gehäuse zwei weitere, an das Ventilelement (36) angrenzende Öffnungen bereitgestellt sind.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Gehäuseentlüftungssystem für Fahrzeugmotoren und insbesondere ein Gehäuseentlüftungsventil mit einem modularen Aufbau, welcher wenigstens den Auslässen des Ventiles zugeordnete Rückschlagventile umfasst.
Bei Saugmotoren werden Kraftstoffdämpfe aus einem Gehäuse entlüftet, und zwar durch Verwenden des Vakuumdruckes des Einlasskrümmers (bzw. -Verteilers), um Luft durch das Gehäuse zu saugen. Bei mit Turboladern aufgeladenen Motoren besteht oftmals ein positiver Krümmerdruck, welcher während eines Aufladens erzeugt wird, weshalb kein Vakuum entsteht, um Luft durch das Gehäuse zu saugen. Daher ist es notwendig, Mittel bereitzustellen, um einen Luftbewegungsdruckunterschied zum Atmosphärendruck zu erzeugen, so dass Luft aus dem Gehäuse zum Einlasskrümmer gesaugt und zur Verbrennungskammer gelenkt werden kann, wodurch die Kraftstoffdämpfe durch Verbrennen „entlüftet” werden. Ein Entlüftungsventil zum Einleiten der Gase ist aus der US 2008/0 000 456 A1 bekannt.
Zur Erzeugung eines Vakuums bei einem turboaufgeladenen Fahrzeugmotor wird ein Venturi-Rohr bzw. eine Venturi-Düse verwendet, und zwar durch „Spülen” vom Druckunterschied am Turbolader (14 psi oder mehr), um Luft durch die eine Venturi-Düse von dem Turbolader-Auslass und zurück in den Turbolader-Einlass zu „treiben”. Der Hochgeschwindigkeitsluftstrom und Schalldruckwellen in der Venturi-Düse erzeugen einen geringeren Druck als den Atmosphärendruck (Vakuum), welcher verwendet wird, um einen Belüftungsluftstrom in die „gespülte” Turboschleife zu saugen.
Das Entlüftungs- bzw. Belüftungs-Ventil wird vor einem Druckverlust während normaler Saugbedingungen und vor Turbo-Drücken mittels eines zwischen der Venturi-Düse und dem Entlüftungsventil angeordneten Rückschlagventil geschützt, sowie einem weiteren zwischen dem Einlasskrümmer und dem Belüftungsventil angeordneten Rückschlagventil. Somit erfordert eine solche Anordnung mehrere Rohrverbindungen und bestimmte Komponenten, welche die Kosten in die Höhe treiben.
Es besteht somit ein Bedarf zur Bereitstellung eines kompakten Gehäuse-Belüftungsventiles für einen Motor, wobei das Gehäuse-Belüftungsventil einen auswählbaren modularen Aufbau aufweist, welcher die entsprechenden Einrichtungen, wie zum Beispiel Rückschlagventile und weitere Komponenten, zusammen integriert.
Die DE 102 36 387 A1 offenbart ein Ventil zum Dosieren von Kraftstoffdampf in einem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine. Das Ventil umfasst zwei Gehäuseteile, welche miteinander verbunden sind, und in welchem mehrere Rückschlagventile integriert sind.
Die DE 42 25 993 C1 offenbart ein Kraftstoffventil zum dosierten Einspeisen von Kraftstoffdämpfen in ein Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine. Dieses umfasst Rückschlagventile, welche als Elastromerplatten-Federsysteme ausgebildet sind.
Die DE 198 39 476 A1 offenbart eine zweiteilige Ventilanordnung. Beide Teile der ventilanordnung können mittels einer Sachnappverbindung und O-Ringanordnung mit einer verbunden werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die oben erwähnten Bedürfnisse zu erfüllen. In Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch Bereitstellen eines Gehäusebelüftungsventiles für ein Fahrzeug erzielt, welches ein Ventilelement umfasst, welches derart konstruiert und dazu ausgebildet ist, um einen Dampf-(Gas-)Entlüftungsstrom von einem Kraftstofftank und einer Gehäusestruktur zu einem Lufteinlasskrümmer zu steuern. Ein modularer Aufbau ist in entfernbarer Weise mit einem Gehäuse des Ventilelementes gekoppelt. Der Aufbau definiert ein internes Volumen, welches sich zur Aufnahme des Dampfbelüftungsstromes in Kommunikation mit dem Ventilelement befindet. Der Aufbau umfasst wenigstens einen Auslassanschluss. Ein Rückschlagventil ist im Aufbau angeordnet und dem wenigstens einen Auslassanschluss zugeordnet, so dass das Rückschlagventil unter bestimmten Bedingungen einen Dampfentlüftungsstrom von dem Volumen durch den Auslassanschluss zulässt, und, unter unterschiedlichen Bedingungen, einen Rückfluss in das Volumen vermeidet, wobei das Rückschlagventil ein Ventilteil aufweist, welches in einer frei-beweglichen Art und Weise an einer Öffnung eines weiteren Gehäuses angrenzend an einem Auslassanschluss befestigt ist, und in dem Gehäuse zwei weitere, an das Ventilelement angrenzende Öffnungen bereitgestellt sind.
In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäusebelüftungsventiles für ein Fahrzeug ein Ventilelement bereit, welches derart aufgebaut und dazu ausgebildet ist, um einen Dampfentlüftungsstrom von einem Kraftstofftank und einer Gehäusestruktur zu einem Lufteinlasskrümmer zu steuern. Das Ventilelement ist in einem Gehäuse angeordnet. Das Verfahren wählt von einer Mehrzahl von modularen Aufbauten einen modularen Aufbau aus, welcher mit einem Gehäuse des Ventilelementes gekoppelt wird. Jeder modulare Aufbau definiert ein internes Volumen, welches sich bei Kopplung damit in Kommunikation mit dem Ventilelement befindet. Das Volumen ist zur Aufnahme eines Dampfentlüftungsstromes konstruiert und ausgebildet, welcher durch das Ventilelement durchtritt. Jeder modulare Aufbau umfasst in sich wenigstens einen Auslassanschluss und ein Rückschlagventil, welches dem wenigstens einen Auslassanschluss zugeordnet ist. Das Verfahren koppelt auf eine entfernbare Art und Weise den ausgewählten modularen Aufbau mit dem Gehäuse des Ventilelementes.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung, als auch das Verfahren des Betreibens und die Funktionen der entsprechenden Elemente der Struktur, die Kombination von Teilen und Wirtschaftlichkeit der Herstellung werden bei Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung und der angefügten Ansprüche mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, welche alle einen Teil dieser Spezifikation bilden, besser ersichtlich.
Die Erfindung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen davon in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, besser verständlich, wobei:
1 eine Seitenansicht eines Gehäuseentlüftungsventiles mit einem modularen unteren Aufbau ist, welcher zwei Anschlüsse definiert, und zwar in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 eine Abschnittsansicht des gezeigten unteren Aufbaus ist, welcher mit einem Abschnitt des Gehäuseentlüftungsventiles aus 1 gekoppelt ist.
3 eine Abschnittsansicht eines unteren Aufbaus einer weiteren Ausführungsform ist, und zwar in einer mit einem Abschnitt eines Gehäuseentlüftungsventiles gekoppelten Darstellung.
4 eine Abschnittsansicht eines noch weiteren unteren Aufbaus ist, und zwar in einer mit einem Abschnitt eines Gehäuseentlüftungsventiles gekoppelten Darstellung.
5 eine Abschnittsansicht einer noch weiteren Ausführungsform eines unteren Aufbaus ist, und zwar in einer mit einem Abschnitt eines Gehäuseentlüftungsventiles gekoppelten Darstellung.
6 eine Seitenansicht eines Rückschlagventiles in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist.
Mit Bezug auf 1 ist ein im Allgemeinen mit Bezugszeichen 10 bezeichnetes Gehäuseentlüftungsventil für ein Fahrzeug gezeigt, wie zum Beispiel einem Fahrzeug mit einem turboaufgeladenen Motor, und zwar in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Das Ventil 10 weist einen Einlassanschluss 12 für eine Verbindung mit einem Fahrzeugkraftstofftank und einer Gehäusestruktur (nicht dargestellt) in der herkömmlichen Art und Weist auf. Das Ventil 10 umfasst ein Ventilelement 16 zur Steuerung eines Dampfentlüftungsstromes von dem Kraftstofftank bzw. der Gehäusestruktur und einen Einlasskrümmer (nicht dargestellt) und somit einen Motor. Das Ventilelement 16 kann eine beliebige herkömmliche Konfiguration aufweisen, wie zum Beispiel der in der US-Patentveröffentlichung US 2008/0 000 456 A1 offenbarte Spulentyp, deren Inhalt hiermit in dieser Spezifikation durch Bezugnahme mit umfasst ist.
Das Gehäuseentlüftungsventil 10 umfasst einen mit einem Gehäuse 24 gekoppelten modularen unteren Aufbau 22, wobei das Gehäuse das Ventilelement 16 enthält, vorzugsweise durch Verwendung einer im Allgemeinen mit Bezugszeichen 26 bezeichneten Schnappverbindung und einer O-Ring-Anordnung. Die Anordnung 26 kann ein männliches Element an einem Teil umfassen, welches in Eingriff mit einem weiblichen Element des anderen Teiles eingeht, und zwar mit einem O-Ring dazwischen. Anstelle der Schnappverbindungs-Anordnung 26 kann eine Schweißverbindung verwendet werden, wodurch der O-Ring wegfällt. In der Ausführungsform der 1 und 2 definiert der Aufbau 22 ein inneres Volumen 28, welches sich in Kommunikation mit dem Ventilelement 16 befindet, um so einen von dem Kraftstofftank und der Gehäusestruktur stammenden Dampfentlüftungsstrom aufzunehmen. Der Aufbau 22 umfasst wenigstens einen ersten Auslassanschluss 30 und einen zweiten Auslassanschluss 32. In der Ausführungsform der 1 und 2 befindet sich der Anschluss 32 in einem Winkel von 90° mit Bezug auf Anschluss 30. Ein Einweg-Rückschlagventil ist in jedem Anschluss angeordnet, so dass der Dampfentlüftungsstrom im Volumen 28 unter bestimmten Bedingungen aus einem Anschluss entweichen kann. In 2 wird ein Rückschlagventil 34 in oder angrenzend an den ersten Anschluss 30 bereitgestellt, und ein Rückschlagventil 34' wird in oder angrenzend an den zweiten Anschluss 32 bereitgestellt. Die Rückschlagventile 34, 34' lassen einen Dampfentlüftungsstrom in der Richtung eines Pfeiles D zu und vermeiden einen (Rück-)Fluss in der zu D entgegengesetzten Richtung.
Mit den dualen Auslassanschlüssen des Ventiles 10 der Ausführungsform kann sich ein Vakuumerzeuger, wie zum Beispiel eine (nicht dargestellte) Venturi-Düse, in fluider Verbindung mit dem Auslassanschluss 30 und mit einem (nicht dargestellten) Turbolader befinden. Der Auslassanschluss 32 kann mit dem Einlasskrümmer verbunden sein. Falls daher der Turbolader in Betrieb ist, steht der Einlasskrümmer unter positivem Druck und das dem Krümmer zugeordnete Rückschlagventil 34' schließt. Das in der Venturi-Düse erzeugte Vakuum „zieht” das Rückschlagventil 34 in eine Offen-Stellung, um einen Dampfentlüftungsstrom einzusaugen, welcher durch das Ventilelement 16 hindurchtritt. Der Entlüftungsstrom wird dann zum Krümmer gelenkt und somit für eine Verbrennung zum Motor.
In dem herkömmlichen Saugzustand „zieht” das am Krümmer erzeugte Vakuum das Rückschlagventil 34' in die Offen-Stellung, so dass ein Strom vom Ventilelement 16 zum Krümmer strömen kann. Zusätzlich zieht das Krümmer-Vakuum das Rückschlagventil 34 in die Geschlossen-Stellung, so dass der gesamte Belüftungsstrom direkt zum Krümmer zur Verbrennung im Motor gelenkt wird.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform des unteren Aufbaus 22', wobei sich die ersten und zweiten Anschlüsse 30, 32 in einer parallelen Anordnung befinden. 4 zeigt einen unteren Aufbau 22'' mit lediglich einem Ausgangsanschluss 32 und einem Rückschlagventil 34. 5 zeigt einen unteren Aufbau 22''' mit einem Winkel von 90° bezüglich der Längsachse A angeordneten Auslassanschluss. Somit ist, da der untere Aufbau 22, 22', 22'''' modular ist, eine Vielzahl von unterschiedlichen Konfigurationen des Ventiles 10 nach Kundenwünschen in integraler Weise mit dem Ventil 10 möglich, und zwar mit den notwendigen Komponenten, wie zum Beispiel Rückschlagventilen, und selbst einer Venturi-Düse. Nach Bedarf kann der untere Aufbau 22 entfernt und durch einen unteren Aufbau 22' oder einem beliebigen anderen ausgewählten unteren Aufbau ersetzt werden. Somit kann während der Herstellung ein unterer Aufbau einer Mehrzahl von unteren Aufbauten ausgewählt und dann in einer entfernbaren oder festen Art und Weise mit dem Gehäuse 24 zusammengesetzt werden.
Mit Bezug auf 6 weist jedes Einweg-Rückschlagventil 34, 34' ein Ventilelement 36 auf, welches in einer frei beweglichen Art und Weise an einer Öffnung 38 eines Gehäuses 40 angrenzend an einen Auslassanschluss oder in dem Auslassanschluss befestigt ist. In der Ausführungsform sind zwei Öffnungen 42 in dem Gehäuse 40 angrenzend an das Ventilelement 40 bereitgestellt. Es wird bevorzugt, dass die Öffnungen 42 nicht bereitgestellt werden müssen, falls die Öffnung 38 ausreicht, um einen geeigneten Strom durch das Ventil 34, 34' bereitzustellen. Das Ventilelement 36 ist aufgrund von darauf wirkenden Druckunterschieden beweglich. Das Ventilelement 36 ist in 6 in einer geschlossenen Position dargestellt, und zwar gegen das Gehäuse 40 abgedichtet und somit einen Luftstrom vorbei an den Öffnungen 38 und 42 vermeidend. Ein wie oben erwähnter Vakuumdruck kann das Ventilelement 36 in eine Offen-Stellung „ziehen” (in die Richtung des Pfeiles D), wodurch ein Luftstrom durch die Öffnungen 38, 42 zugelassen wird.
Es ist ersichtlich, dass das Gehäuseentlüftungsventil 10 mit einem modularen unteren Aufbau eine kompakte Einrichtung bereitstellt, da die Rückschlagventile in das Entlüftungsventil integriert sind. Mit einer solchen Konstruktion sind weniger Rohrverbindungen erforderlich, was auch die Montage vereinfacht und die Kosten reduziert. Weiterhin, da der untere Aufbau modular ist, muss lediglich eine Vielzahl verschiedener Konfigurationen des unteren Aufbaus hergestellt werden, anstelle des Herstellens einer Mehrzahl von vollständigen Ventilen 10 mit verschiedenen Konfigurationen.
Die vorangegangenen bevorzugten Ausführungsformen wurden zum Zwecke der Darstellung der strukturellen und funktionellen Prinzipien der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben, als auch zur Darstellung der Verfahren zur Verwendung der bevorzugten Ausführungsformen, wobei Änderungen möglich sind, ohne diese Prinzipien zu verlassen. Daher umfasst diese Erfindung alle vom Grundgedanken der folgenden Ansprüche beinhalteten Modifikationen.

Claims

Gehäuseentlüftungsventil für ein Fahrzeug, umfassend: Ein Ventilelement, welches derart konstruiert und dazu ausgebildet ist, einen Dampfentlüftungsstrom von einem Kraftstofftank und einer Gehäusestruktur zu einem Lufteinlasskrümmer zu steuern, einen modularen Aufbau, welcher in entfernbarer Weise mit einem Gehäuse des Ventilelementes gekoppelt ist, wobei der Aufbau ein inneres Volumen definiert, welches sich in Kommunikation mit dem Ventilelement befindet, um den Dampfentlüftungsstrom aufzunehmen, wobei der Aufbau wenigstens einen Auslassanschluss umfasst, und ein Rückschlagventil, welches im Aufbau angeordnet ist und dem wenigstens einen Auslassanschluss zugeordnet ist, so dass unter bestimmten Bedingungen das Rückschlagventil einen Dampfentlüftungsstrom von dem Volumen durch den Auslassanschluss zulässt, und, unter unterschiedlichen Bedingungen, einen Rückfluss in das Volumen vermeidet, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil ein Ventilteil aufweist, welches in einer freibeweglichen Art und Weise an einer Öffnung eines Gehäuses angrenzend an einem Auslassanschluss befestigt ist, und in dem Gehäuse zwei weitere, an das Ventilelement (36) angrenzende Öffnungen bereitgestellt sind.
Ventil nach Anspruch 1, wobei der modulare Aufbau in entfernbarer Weise mit dem Gehäuse gekoppelt ist.
Ventil nach Anspruch 1, wobei der modulare Aufbau mit wenigstens zwei Auslassanschlüssen und einem im Aufbau angeordneten Rückschlagventil versehen ist, wobei ein Rückschlagventil jedem Auslassanschluss zugeordnet ist.
Ventil nach Anspruch 3, wobei sich einer der Auslassanschlüsse unter einem Winkel von 90° bezogen auf den anderen Auslassanschluss befindet.
Ventil nach Anspruch 3, wobei die Auslassanschlüsse parallel zueinander angeordnet sind.
Ventil nach Anspruch 1, wobei das Rückschlagventil ein Elastomermaterial-Ventilelement umfasst und derart angeordnet ist, sich basierend auf Druckdifferenzen zwischen offenen und geschlossenen Positionen zu bewegen.
Verfahren zum Herstellen eines Gehäuseentlüftungsventiles für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Ventilelementes, welches derart konstruiert und dazu ausgebildet ist, um einen Dampfentlüftungsstrom von einem Kraftstofftank und einer Gehäusestruktur zu einem Lufteinlasskrümmer zu steuern, wobei das Ventilelement in einem Gehäuse angeordnet ist, Auswählen eines modularen Aufbaus, und zwar von einer Mehrzahl von modularen Aufbauten, für eine Kopplung mit einem Gehäuse des Ventilelementes, wobei jeder modulare Aufbau ein internes Volumen definiert, welches sich bei Kopplung mit dem Ventilelement in Kommunikation damit befindet, wobei das Volumen zur Aufnahme eines Dampfentlüftungsstromes konstruiert und dazu ausgebildet ist, wobei der Strom durch das Ventilelement hindurchtritt, wobei jeder modulare Aufbau wenigstens einen Auslassanschluss und ein Rückschlagventil in dem modularen Aufbau umfasst, und dem wenigstens einen Auslassanschluss zugeordnet ist, und Koppeln des ausgewählten modularen Aufbaus mit dem Gehäuse des Ventilelementes.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Koppelns ein Koppeln des ausgewählten modularen Aufbaus mit dem Gehäuse auf eine entfernbare Art und Weise umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Auswahlschritt ein Auswählen eines modularen Aufbaus mit einem einzelnen Auslassanschluss umfasst, und zwar mit einem dem Auslassanschluss zugeordneten Rückschlagventil.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Auswahlschritt ein Auswählen eines modularen Aufbaus mit wenigstens zwei Auslassanschlüssen umfasst, und zwar mit einem jedem Auslassanschluss zugeordneten Rückschlagventil.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Auswahlschritt ein Auswählen eines modularen Aufbaus mit einem der Auslassanschlüsse unter einem Winkel von 90° bezogen auf den anderen Auslassanschluss umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Auswahlschritt ein Auswählen eines modularen Aufbaus umfasst, wobei die Auslassanschlüsse parallel angeordnet sind.