DE19501447A1 - Druckregelventil - Google Patents
DruckregelventilInfo
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- G05D16/063—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane
- G05D16/0644—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator
- G05D16/0672—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator using several spring-loaded membranes
Description
Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil, insbe
sondere zum Einstellen eines Unterdrucks in einem
Kurbelgehäuse eines Kraftfahrzeuges, nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1.
Druckregelventile der gattungsgemäßen Art sind be
kannt. Diese werden beispielsweise dazu eingesetzt,
in einem Kurbelgehäuse eines Kraftfahrzeuges einen
Unterdruck einzustellen/einzuregeln. Dieser Unter
druck ist notwendig, da während des bestimmungs
gemäßen Gebrauchs des Kurbelgehäuses aufgrund der
sich innerhalb eines Zylinderblocks bewegenden Kolben
eine Leckage zwischen dem Kolbenring und der
Zylinderwand einstellt. Diese Leckage führt zu einem
Druckaufbau mit einem Kraftstoff-Luftgemisch inner
halb des Kurbelgehäuses, der abgebaut werden muß.
Damit dieser sich aufbauende Druck nicht ins Freie
entweichen kann, ist es bekannt, das Kurbelgehäuse
mit einem Unterdruck zu beaufschlagen, mittels dem
das in das Kurbelgehäuse eintretende Kraftstoff-
Luftgemisch abgesaugt und dem Verbrennungsprozeß der
Verbrennungskraftmaschine wieder zugeführt werden
kann. Die Druckregelventile besitzen hierzu einen mit
Unterdruck beaufschlagbaren Anschluß und einen mit
dem Kurbelgehäuse als Druckraum verbindbaren
Anschluß, wobei ein mittels einer Regelmembran
betätigbarer Schließkörper den mit Unterdruck
beaufschlagbaren Anschluß und den mit dem Druckraum
verbindbaren Anschluß trennt beziehungsweise verbin
det. Die Regelmembran ist so ausgelegt, daß diese
aufgrund eines sich in dem Kurbelgehäuse aufbauenden
Druckes öffnet und hiermit einen mit dem Schließ
körper zusammenwirkenden Ventilsitz öffnet, so daß
der Unterdruck das Kurbelgehäuse evakuieren kann.
Nach Evakuierung des Kurbelgehäuses wird der Schließ
körper durch den Unterdruck wieder zum Schließen des
Ventilsitzes gezwungen. Der Schließkörper wird hier
bei gegen die Kraft eines elastischen Elementes be
wegt. Damit bei einem relativ hohen anliegenden Un
terdruck an dem Druckregelventil der Unterdruck in
dem Kurbelgehäuse begrenzt werden kann, muß das
elastische Federelement eine derartige große Feder
kraft besitzen, daß auch bei geringem Unterdruck im
Kurbelgehäuse und hohem anliegenden Unterdruck von
der Unterdruckquelle ein sicheres Öffnen des Ventil
sitzes gewährleistet ist. Diese relativ große Feder
kraft behindert jedoch wiederum den Schließvorgang
des Druckregelventils, da die Federkraft von dem
Unterdruck der Unterdruckquelle überwunden werden
muß. Hierbei ist nachteilig, daß aufgrund eines re
lativ langsamen Schließvorgangs ein sich in dem
Kurbelgehäuse einstellender Unterdruck zu groß wird,
beziehungsweise der sich in dem Kurbelgehäuse
einstellende Unterdruck starken Schwankungen unter
liegt.
Das erfindungsgemäße Druckregelventil mit den im An
spruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den
Vorteil, daß unabhängig von der Höhe des an dem mit
der Unterdruckquelle verbindbaren Anschlusses anlie
genden Unterdruck eine konstante Einstellung eines
Unterdrucks in einem Druckraum möglich wird. Dadurch,
daß der Regelmembran ein Druckausgleichsglied für den
Unterdruck zugeordnet ist, muß zum Betätigen der Re
gelmembran, und damit zum Öffnen des Ventilsitzes,
der anliegende beziehungsweise sich einstellende
Druck in dem Druckraum nicht durch eine zusätzliche
Federkraft eines elastischen Elementes zum Öffnen des
Ventilsitzes beziehungsweise Überwinden des Unter
druckes unterstützt werden. Die Federkraft des ela
stischen Elementes kann nunmehr auf ein Minimum be
schränkt bleiben, so daß der Schließvorgang des
Druckregelventils mittels des von der Unterdruckquel
le anliegenden Unterdruckes wesentlich schneller von
statten geht. Durch das schnelle Schließen des Druck
regelventils kann in dem Druckraum ein sich einstel
lender Unterdruck sehr genau auf einen möglichst kon
stanten Wert eingeregelt werden. Durch dieses präzise
und schnelle Ausregeln von sich einstellenden Druck
schwankungen in dem Druckraum auf einen bestimmten
wählbaren Unterdruckwert mit geringer Schwankung er
gibt sich für diesen eine kleine Bandbreite. Durch
den Einsatz eines geringer dimensionierten, elasti
schen Elementes ergibt sich neben dem schnelleren
Schließvorgang für das Druckregelventil bei Erreichen
des gewählten Unterdruckes im Druckraum ein gerin
geres Gesamtgewicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten
Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs
beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein
Druckregelventil;
Fig. 2 eine Kennlinie eines erfindungsgemäßen
Druckregelventils und
Fig. 3 eine Kennlinie eines Druckregelventils
nach dem Stand der Technik.
In der Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung durch ein
allgemein mit 10 bezeichnetes Druckregelventil ge
zeigt. Das Druckregelventil besitzt ein erstes Ge
häuseteil 12 und ein zweites Gehäuseteil 14. Die
Gehäuseteile 12 und 14 sind in noch zu erläuternder
Weise als Unter- beziehungsweise Oberteil des Druck
regelventils 10 ausgebildet. Das Gehäuseteil 12 be
sitzt eine rohrförmige Verlängerung 16, die einen An
schluß 18 für einen Druckraum, beispielsweise ein
Kurbelgehäuse einer nicht dargestellten Verbrennungs
kraftmaschine bildet. Die Verlängerung 16 besitzt auf
ihrem Außenumfang 20 eine Riffelung 22, die zum Be
festigen einer flexiblen Verbindung, beispielsweise
eines Schlauches, geeignet ist. Das Gehäuseteil 12
besitzt weiterhin eine Öffnung 24, die von einem
ringförmigen Kragen 26 umgriffen wird. Der Kragen 26
besitzt an seinem Außenumfang eine umlaufende Nut 28,
in die ein Dichtungsring 30 einlegbar ist. Der Kragen
26 bildet einen Anschluß 32 für eine zu einer nicht
dargestellten Unterdruckquelle, beispielsweise einem
Saugrohr eines Kraftfahrzeuges führende Verbindung.
Das Gehäuseteil 14 ist im wesentlichen kreisförmig
ausgebildet und besitzt an seinem äußeren, dem Ge
häuseteil 12 zugewandtem Rand 34 eine umlaufende
Ringnut 36. Die Nut 36 wird hierbei von einem kürze
ren Schenkel 38 und einem längeren Schenkel 40 des
Randes 34 gebildet. Die Gehäuseteile 12 und 14 sind
beispielsweise in hier nicht näher zu erläuternder
Weise miteinander durch eine Rastverbindung 42 ver
bindbar. Das Gehäuseteil 14 weist einen koaxial zu
einer Axialen 44 verlaufenden, hülsenförmigen Ab
schnitt 46 auf, der mittels einer Abdeckkappe 48
verschließbar ist. Die Abdeckkappe 48 besitzt wenig
stens eine Rastnase 50, die in eine entsprechende
Ausnehmung 52 der Hülse 46 einrastbar ist. Die Hülse
46 besitzt einen ringförmigen Kragen 54, der eine
umlaufende Nut 56 ausbildet. Das Gehäuseteil 14 be
sitzt ferner wenigstens eine Durchgangsöffnung 58,
die einen Innenraum 60 mit der das Druckregelventil
10 umgebenden Atmosphäre, also mit Normaldruck, ver
bindet.
In dem Innenraum 60 des Druckregelventils 10 befindet
sich ein Ventilkörper 62. Der Ventilkörper 62 besitzt
einen hülsenförmigen Abschnitt 64, der in einen
Endabschnitt 66 übergeht. Der Endabschnitt 66 besitzt
eine kegelstumpfförmige Mantelfläche 68, die von
einer umlaufenden Nut 70 eingeschnürt wird. Der End
abschnitt 66 besitzt ferner eine axiale Durchgangs
öffnung 72, die in einem Innenraum 74 des hülsen
förmigen Abschnitts 64 mündet. Andererseits mündet
die Durchgangsöffnung 72 in einem Innenraum 76 des
Gehäuseteils 14, der durch die Abdeckkappe 48 ver
schließbar ist. Der Ventilkörper 62 wird mittels
einer Regelmembran 78 gehalten. Die Regelmembran 78
besitzt eine Profililierung, die einerseits in eine
umlaufende Nut 80 des Ventilkörpers 62 eingreift und
sich entlang des hülsenförmigen Abschnitts 64 er
streckt. Die Regelmembran 78 ist durch einen Membran
teller 82 verstärkt beziehungsweise stabilisiert, der
von einer Hülse 84 gebildet wird, die den hülsen
förmigen Abschnitt 64 des Ventilkörpers 62 umgreift.
Ein zwischen der Hülse 84 und dem hülsenförmigen
Abschnitt 64 des Ventilkörpers 62 sich befindender
Zwischenraum 86, der beispielsweise von auf einer
Kreislinie angeordneten Durchgangsbohrungen durch die
Hülse 84 gebildet werden kann, wird von einem axial
verlaufenden Abschnitt 88 der Regelmembran 78 ausge
füllt. Der Abschnitt 88 der Regelmembran 78 ist über
den Ventilkörper 62 hinaus verlängert und bildet dort
einen Wulst 90 aus, der sich an einer Innenfläche 92
des Gehäuseteils 12 abstützt. Andererseits ist die
Regelmembran 78 zwischen den Gehäuseteilen 12 und 14
eingeklemmt, indem die Regelmembran einen umlaufenden
Abschnitt 94 aufweist, der in der Nut 36 des Ge
häuseteils 14 zu liegen kommt und durch den Schenkel
38 arretiert ist. Der Ventilkörper 62 ist somit mit
tels der Regelmembran 78 in dem Innenraum 60 des
Druckregelventils 10 frei aufgehängt. Die Aufhängung
des Ventilkörpers 62 ist im Ruhezustand des Druck
regelventils so ausgelegt, daß der Wulst 90 die In
nenfläche 92 nicht berührt, so daß eine direkte Ver
bindung zwischen dem Anschluß 32 und dem Anschluß 18
besteht. Der Wulst 90 und die Innenfläche 92 bilden
hierbei einen noch zu erläuternden Ventilsitz 96 aus.
An einem Grund 98 des Innenraums 74 des hülsenför
migen Abschnitts 64 stützt sich ein elastisches Fe
derelement 100 ab, das an einem Gegenlager 102 gegen
gelagert ist. Das Gegenlager 102 wird beispielsweise
von in den Anschluß 32 hineinragenden Kragarmen 104
gebildet. Die Kragarme 104 besitzen eine zentrale
Durchgangsöffnung 106. Die Kragarme sind so gestal
tet, daß eine möglichst geringe Querschnittsverengung
für den Anschluß 32 eintritt. In unbelastetem Zustand
des elastischen Federelementes 100 befindet sich der
Ventilkörper 62 in einer solchen Position, daß der
Ventilsitz 96 geöffnet ist. Das elastische
Federelement 100 unterstützt somit die Tragwirkung
der Regelmembran 78 für das Ventilelement 62.
Anstelle des Federelementes 100 kann auch ein - in
der Fig. 1 nicht dargestelltes - Federelement
vorgesehen sein, das die Hülse 84 umgreift.
An den Ventilkörper 62 greift eine Hilfsmembran 110
an, die sich einerseits in der Nut 70 abstützt und
andererseits mittels der Abdeckkappe 48 in der Nut 56
des Gehäuseteils 14 festgeklemmt ist. Eine Wirkfläche
112 der Hilfsmembran 110 entspricht einer Fläche 114
des Ventilkörpers 62, die dem Anschluß 32 zugewandt
ist.
Durch die Anordnung des Ventilkörpers 62 wird der
Innenraum 60 des Druckregelventils 10 in verschiedene
Bereiche aufgeteilt, von denen ein erster Bereich 116
mit Normaldruck über die Durchgangsöffnung 58 beauf
schlagt ist. Dieser Normaldruck liegt somit - gemäß
der in Fig. 1 gezeigten Darstellung - an der Ober
seite der Regelmembran 78 und der Unterseite der
Hilfsmembran 110 an. In einem zweiten Bereich 118
beziehungsweise 119, der von dem Innenraum 74 (118)
des Ventilkörpers 62 und dem Innenraum 76 (119)
gebildet wird, die über die Durchgangsöffnung 72
miteinander in Verbindung stehen, liegt der an dem
Anschluß 32 anliegende Unterdruck an. Ein dritter Be
reich 120 weist das an dem Anschluß 18 anliegende
Druckniveau auf, das gleichzeitig an der Unterseite
der Regelmembran 78 anliegt.
Das in Fig. 1 gezeigte Druckregelventil 10 übt fol
gende Funktion aus:
Beim Betrieb eines mit dem Druckregelventil 10 ausge statteten Kraftfahrzeuges ist der Anschluß 18 mit dem Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine verbun den. Der Anschluß 32 ist gleichzeitig mit einer Un terdruckquelle, das heißt, bei einem Kraftfahrzeug beispielsweise mit einem Saugrohr, verbunden. Die Unterdruckquelle stellt einen Unterdruck PU zur Verfügung, der zwischen Werten von ca. -100 mbar bis -900 mbar schwanken kann. Da sich das Druckregel ventil in seiner Ausgangsstellung befindet, das heißt, der Ventilsitz 96 ist durch die Kraft des Federelementes 100 beziehungsweise dessen elastischer Aufhängung in der Regelmembran 78 leicht geöffnet, wird mittels der Unterdruckquelle der in dem Bereich 114 herrschende Unterdruck PU über den geöffneten Ventilsitz 96 auf den Bereich 120 übertragen. Dieser Unterdruck PU wirkt somit auf das an den Anschluß 18 angeschlossene Kurbelgehäuse, so daß dieses evakuiert wird und sich dort ein bestimmter Unterdruck PK (Kurbelgehäusedruck) einstellt. Der Unterdruck PK in dem Kurbelgehäuse soll auf einen möglichst konstan ten, geringfügigen Unterdruck von zum Beispiel -10 bis -15 mbar eingeregelt werden. Der Unterdruck PU liegt gleichzeitig an dem Ventilkörper 62 und zwar an dessen dem Anschluß 32 zugewandten Fläche 114 an. Hierdurch wird der Ventilkörper 62 gegen die Kraft des Federelementes 100 in Richtung des Anschlusses 32 gezogen. Andererseits wirkt an dem Ventilkörper 62 über die Regelmemoran 78 der an dessen Unterseite in dem Bereich 120 anliegende Druck PK. Soll nunmehr der Ventilkörper 62 in Richtung des Anschlusses 32 bewegt werden, so daß der von dem Wulst 90 und der Innen fläche 92 gebildete Ventilsitz 96 schließt, so muß die von dem Unterdruck PU ausgehende Kraft größer sein als die Summe der von dem Federelement 100 und dem Druck PK auf den Ventilkörper 62 wirkenden Kräf te. Somit wird klar, daß zum Schließen des Ventil sitzes an sich die von dem Unterdruck PU ausgehende Kraft auf den Ventilkörper 62 größer sein muß als die Kraft des Federelementes 100, der Kraft aufgrund der Steifigkeit der Membran (besonders bei tiefen Tempe raturen) plus, beziehungsweise bei einem Unterdruck PK minus, die von dem Druck PK ausgehende Kraft.
Beim Betrieb eines mit dem Druckregelventil 10 ausge statteten Kraftfahrzeuges ist der Anschluß 18 mit dem Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine verbun den. Der Anschluß 32 ist gleichzeitig mit einer Un terdruckquelle, das heißt, bei einem Kraftfahrzeug beispielsweise mit einem Saugrohr, verbunden. Die Unterdruckquelle stellt einen Unterdruck PU zur Verfügung, der zwischen Werten von ca. -100 mbar bis -900 mbar schwanken kann. Da sich das Druckregel ventil in seiner Ausgangsstellung befindet, das heißt, der Ventilsitz 96 ist durch die Kraft des Federelementes 100 beziehungsweise dessen elastischer Aufhängung in der Regelmembran 78 leicht geöffnet, wird mittels der Unterdruckquelle der in dem Bereich 114 herrschende Unterdruck PU über den geöffneten Ventilsitz 96 auf den Bereich 120 übertragen. Dieser Unterdruck PU wirkt somit auf das an den Anschluß 18 angeschlossene Kurbelgehäuse, so daß dieses evakuiert wird und sich dort ein bestimmter Unterdruck PK (Kurbelgehäusedruck) einstellt. Der Unterdruck PK in dem Kurbelgehäuse soll auf einen möglichst konstan ten, geringfügigen Unterdruck von zum Beispiel -10 bis -15 mbar eingeregelt werden. Der Unterdruck PU liegt gleichzeitig an dem Ventilkörper 62 und zwar an dessen dem Anschluß 32 zugewandten Fläche 114 an. Hierdurch wird der Ventilkörper 62 gegen die Kraft des Federelementes 100 in Richtung des Anschlusses 32 gezogen. Andererseits wirkt an dem Ventilkörper 62 über die Regelmemoran 78 der an dessen Unterseite in dem Bereich 120 anliegende Druck PK. Soll nunmehr der Ventilkörper 62 in Richtung des Anschlusses 32 bewegt werden, so daß der von dem Wulst 90 und der Innen fläche 92 gebildete Ventilsitz 96 schließt, so muß die von dem Unterdruck PU ausgehende Kraft größer sein als die Summe der von dem Federelement 100 und dem Druck PK auf den Ventilkörper 62 wirkenden Kräf te. Somit wird klar, daß zum Schließen des Ventil sitzes an sich die von dem Unterdruck PU ausgehende Kraft auf den Ventilkörper 62 größer sein muß als die Kraft des Federelementes 100, der Kraft aufgrund der Steifigkeit der Membran (besonders bei tiefen Tempe raturen) plus, beziehungsweise bei einem Unterdruck PK minus, die von dem Druck PK ausgehende Kraft.
Beim Stand der Technik, das heißt, ohne Anordnung der
Hilfsmembran 10 und deren noch zu erläuternder Wir
kungsweise, mußte auch für den Fall ein sicheres Öff
nen des Ventilsitzes 96 gewährleistet sein, daß der
an dem Anschluß 32 anliegende Unterdruck PU seinen
Maximalwert von beispielsweise -900 mbar aufweist, so
daß bei einem angenommenen Querschnitt der Fläche
114, die mit dem Unterdruck PU beaufschlagt wird, mit
einem Durchmesser von ca. 10 mm eine Öffnungskraft F
von ca. 6 N aufgebracht werden mußte, um den ge
wünschten Unterdruck PK im Kurbelgehäuse von ca. -15
mbar einregeln zu können, das heißt, beim Erreichen
eines höheren Wertes in dem Kurbelgehäuse, beispiels
weise durch die bereits erwähnte Leckage, mußte der
Ventilsitz 96 öffnen. Dies war nur durch ein relativ
starkes Federelement 100 möglich, das der von dem
Unterdruck PU ausgehenden Kraft eine entsprechend
große Gegenkraft entgegensetzt. Bei offenem Ventil
sitz 96 konnte dann durch den Unterdruck PU das
Kurbelgehäuse über den Anschluß 18 evakuiert werden,
so daß sich dort ein Druckabbau ergibt. Dieser Druck
abbau soll, wie bereits erwähnt, auf einen möglichst
konstanten, geringfügigen Unterdruck von beispiels
weise -15 mbar begrenzt werden. Hierzu ist ein recht
zeitiges Schließen des Ventilsitzes 96 notwendig. Da
jedoch nun das Federelement gemäß der Erläuterung
eine möglichst große Federkraft aufweisen muß, ist
ein Schließen des Ventilsitzes beim Stand der Technik
nur relativ langsam möglich, da die relativ große
Kraft des Federelementes 100 erst durch die von dem
Unterdruck PU ausgehende, auf den Ventilkörper 62
wirkende Kraft überwunden werden muß. Aufgrund dieses
langsamen Schließens des Ventilsitzes 96 erfolgt eine
Evakuierung des an dem Anschluß 18 angeschlossenen
Kurbelgehäuses für einen längeren Zeitraum als
eigentlich zur Einstellung des gewünschten Unter
druckes von -15 mbar notwendig wäre, so daß sich dort
ein entsprechend höherer Unterdruck PK einstellt.
Durch die Regelfunktion des Druckregelventils 10, die
quasi eine Zweipunktregelung darstellt, ergab sich
eine relativ große Bandbreite der Schwankungen des
Druckes PK in dem Kurbelgehäuse.
Anhand der Fig. 3 ist eine Kennlinie für die Rege
lung des Druckes PK in dem Kurbelgehäuse gemäß dem
Stand der Technik beispielhaft dargestellt. Es wird
deutlich, daß bei einem schwankenden Unterdruck PU,
der beispielsweise die Werte bis -900 mbar annehmen
kann, der Druck PK in Bereichen von ca. 5 mbar bis
ca. -30 mbar schwanken kann. Dieser besitzt somit ei
ne relativ große Bandbreite, die dem möglichst kon
stanten, geringen Unterdruck von beispielsweise -15
mbar im Kurbelgehäuse entgegensteht.
Durch den in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Auf
bau des Druckregelventils 10 ergibt sich, daß der an
dem Anschluß 32 anliegende Unterdruck PU über die
Durchgangsöffnung 72 des Ventilkörpers 62 gleichzei
tig in dem von dem Innenraum 76 gebildeten Bereich
119 anliegt. Der Unterdruck PU wirkt hier auf die
Oberseite der Hilfsmembran 110. Da die Hilfsmembran
110 mit dem Ventilkörper 62 in dessen Nut 70 fest
verankert ist, wird eine aufgrund des Unterdruckes PU
an der Oberseite der Hilfsmembran 110 erzeugte Kraft
auf den Ventilkörper 62 übertragen. Die von dem Un
terdruck PU ausgehende Kraft liegt somit an den sich
gegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers 62 an, so
daß durch eine Wahl der Größe der sich gegenüber
liegenden Flächen, die mit dem Unterdruck PU beauf
schlagbar sind und eine Kraft auf den Ventilkörper 62
ausüben, eine resultierende Kraft eingestellt wird,
die auf den Ventilkörper 62 wirkt. Ist nunmehr die
Wirkfläche 112 der Hilfsmembran 110 gleich groß wie
die Fläche 114, befindet sich der Ventilkörper 62,
bezogen auf die von dem Unterdruck PU ausgehende
Kraft in einem Kräftegleichgewicht, das heißt, die
resultierende Kraft hat einen Wert von Null. Durch
die Durchgangsöffnung 72, die die Bereiche 116 und
118 miteinander verbindet, wird eine Druckwaage für
den Ventilkörper 62 geschaffen. Der Ventilkörper 62
kann somit eine Position innerhalb des Druckregel
ventil 10 einnehmen, die unabhängig von einem an dem
Anschluß 32 anliegenden Unterdruck PU und damit unab
hängig von einer von dem Unterdruck PU ausgehenden,
auf den Ventilkörper 62 wirkenden Kraft ist. Durch
eine Variation der Größenverhältnisse der Wirkfläche
112 zu der Fläche 114 kann die resultierende Kraft F
in den positiven beziehungsweise negativen Bereich
verschoben werden, das heißt, der Ventilkörper 62
wird aufgrund des Unterdruckes PU - gemäß der in
Fig. 1 gezeigten Darstellung - entweder nach unten
oder nach oben gezogen. Zur Wahrung der Unabhängig
keit von dem Unterdruck PU besitzt die resultierende
Kraft idealerweise jedoch den Wert Null.
Aufgrund dieser Zusammenhänge wird die den Ventilsitz
96 öffnende beziehungsweise schließende Kraft aus
schließlich von einer Kraft des Federelementes 100
und einer von dem Druck PK in dem Bereich 120 aus
gehenden Kraft bestimmt. Somit ist es möglich, die
von dem Federelement 100 ausgehende Kraft so einzu
stellen, daß ein in dem Bereich 120 wirkender Druck
PK von beispielsweise -15 mbar ausreicht, der an der
Unterseite der Regelmembran 78 anliegt, den Ventil
körper 62 entgegen der Kraft des Federelementes 100
zu bewegen, so daß der Ventilsitz 96 schließt. Schon
ein geringfügiges Ansteigen des Druckes PK in dem
Bereich 120 Über den eingestellten Wert führt dazu,
daß sich die von dem leicht erhöhten Druck PK aus
gehende Kraft mit der Kraft des Federelementes 100
addiert, so daß der Ventilkörper 62 angehoben wird
und damit der Ventilsitz 96 öffnet. Über den offenen
Ventilsitz 96 liegt somit der an dem Anschluß 32
anliegende Unterdruck PU ebenfalls in dem Bereich 120
an, so daß das an dem Anschluß 18 anliegende Kur
belgehäuse evakuiert werden kann. Sinkt durch diese
Evakuierung der in dem Bereich 120 anliegende Druck
PK auf den voreingestellten Wert von beispielsweise
-15 mbar ab, reicht dies aus, um die Kraft des Feder
elementes 100 zu überwinden, so daß der Ventilkörper
62 in Richtung des Anschlusses 32 bewegt wird und da
mit der Ventilsitz 96 wieder schließt.
Dadurch, daß das Federelement 100 keinen großen
Kraftbeitrag zum Öffnen des Ventilsitzes 96 mehr lei
sten muß, kann dieses entsprechend schwächer dimen
sioniert werden. Hierdurch ergibt der Vorteil, daß
der Ventilsitz 96 sehr viel schneller schließt, da
nunmehr ein geringfügiger Druckabfall in dem Bereich
120 ausreicht, die Kraft des Federelementes 100 zu
überwinden, so daß der Ventilkörper 62 den Ventilsitz
96 schließt. Die Schwankungen des Druckes PK in dem
Bereich 120 und damit in dem an dem Anschluß 18 ange
schlossenen Kurbelgehäuse, können damit in einem eng
begrenzten Bereich eingestellt werden. Anhand der in
Fig. 2 dargestellten Kennlinie wird das Regelverhal
ten des Druckregelventils 10 in der in Fig. 1 ge
zeigten Ausführung verdeutlicht. Bei einem ange
nommenen Unterdruck PU, der wiederum Werte bis -900
mbar annehmen kann, wird in dem Bereich 120 ein Druck
PK, der zwischen den Werten von ca. -5 bis ca. -20
mbar schwankt, eingestellt. Gegenüber den in Fig. 3
gezeigten, bereits erläuterten Kennlinien, ergibt
sich somit eine Verkleinerung der Bandbreite, das
heißt der Druckschwankungen in dem Kurbelgehäuse, auf
ca. 50%. Somit ist ein sehr viel genaueres Einstel
len eines bestimmten, konstanten, definierten Druckes
PK innerhalb des Kurbelgehäuses von beispielsweise
-15 mbar möglich.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das darge
stellte Ausführungsbeispiel. Insbesondere sind weite
re Anordnungen denkbar, die es gestatten, den Ventil
körper 62 beziehungsweise den Ventilsitz 96 so auszu
gestalten, daß eine Unterdruck unabhängige Regelung
des Druckregelventils 10 erfolgt. Das Regelverhalten
des Druckregelventils 10 kann in einfacher Weise
durch eine Dimensionierung des Federelementes 100; je
stärker dieses dimensioniert ist, umso langsamer
schließt der Ventilsitz 96, und eine Abstimmung der
Wirkfläche 112 der Regelmembran 10 und der Fläche 114
des Ventilkörpers 62 eingestellt werden. So kann bei
spielsweise die Unterdruckunabhängigkeit dahingehend
ausgelegt werden, daß nur eine äußerst geringe Ab
hängigkeit von dem Unterdruck PU besteht. Schwan
kungen des Unterdruckes PU während des bestimmungs
gemäßen Einsatzes des Druckregelventils 10 können so
mit keinen beziehungsweise nur einen äußerst geringen
Einfluß auf das Regelverhalten des Druckregelventils
10 ausüben, so daß insgesamt die Einhaltung eines
konstanten, möglichst geringfügigen Unterdruckes PK
in dem Kurbelgehäuse möglich wird.
Claims (11)
1. Druckregelventil, insbesondere zum Einstellen
eines Unterdrucks in einem Kurbelgehäuse eines Kraft
fahrzeuges, mit einem mit Unterdruck beaufschlagbaren
Anschluß und einen mit einem Druckraum verbindbaren
Anschluß und einem mittels einer Regelmembran betä
tigbaren Schließkörper, der einen Ventilsitz gegen
die Kraft eines elastischen Elementes verschließt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Regelmembran (78) ein
Druckausgleichsglied für den Unterdruck (PU) zugeord
net ist.
2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Druckausgleichsglied eine mit dem
Unterdruck (PU) beaufschlagbare Hilfsmembran (110)
ist.
3. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelmembran
(78) und die Hilfsmembran (110) an einem den Schließ
körper bildenden Ventilkörper (62) angreifen, wobei
die Regelmembran (78) und die Hilfsmembran (110)
parallel zueinander angeordnet sind.
4. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper
(62) eine Durchgangsöffnung (72) aufweist, die einen
mit dem Unterdruck (PU) beaufschlagbaren Bereich
(118) mit einem die Hilfsmembran (110) mit dem
Unterdruck (PU) beaufschlagenden Bereich (119)
(Innenraum 76) verbindet.
5. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der mit dem
Unterdruck (PU) beaufschlagbare Bereich (118, 119)
auf zueinander entgegengesetzte Seiten des
Ventilkörpers (62) erstreckt.
6. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem
Unterdruck (PU) beaufschlagbare Fläche (114) des Ven
tilkörpers (62) mit einer Wirkfläche (112) der Hilfs
membran (110) eine Druckwaage für den Ventilkörper
(62) bildet.
7. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (114)
und die Wirkfläche (112) gleich groß sind.
8. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper
(62) von einem hülsenförmigen Abschnitt (64) und
einem Endabschnitt (66) gebildet wird, wobei der
hülsenförmige Abschnitt (64) mit seinem Grund (98)
dem Anschluß (32) zugewandt ist.
9. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem
Grund (98) des hülsenförmigen Abschnittes (64) das
elastische Element (100) einerseits abstützt, das an
einem in dem Anschluß (32) angeordneten Gegenlager
(102) gegengelagert ist.
10. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des
hülsenförmigen Abschnittes (64) Führungselemente
(Einführhilfen) für das Federelement (100) angeordnet
sind.
11. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen
der Regelmembran (78) und der Hilfsmembran (110) an
geordneter Bereich (116) des Druckregelventils (10)
über wenigstens eine Durchgangsöffnung (58) mit Nor
maldruck beaufschlagbar ist.
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