DE202004015872U1

DE202004015872U1 - Pneumatisches Druckregelventil

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Publication number: DE202004015872U1
Application number: DE200420015872
Authority: DE
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2014-10-14

Abstract

Pneumatisches Druckregelventil (1) zur selbsttätigen Regelung des Drucks im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, wobei das Druckregelventil (1) im Verlauf einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung angeordnet ist, deren Durchlaß mittels des Druckregelventils (1) in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen einem Referenzdruck und einem an einem Eingang (11) des Druckregelventils (1) anliegenden Gasdruck selbsttätig veränderbar ist, wobei im Druckregelventil (1) eine in einem Ventilgehäuse (10) eingespannte Stellmembran (2) vorgesehen ist, die einerseits von dem Referenzdruck und andererseits von dem Gasdruck sowie von der Kraft einer Regelfeder (5) beaufschlagt ist, wodurch bei Veränderung des Differenzdrucks zwischen den an die Stellmembran (2) angrenzenden Bereichen (13, 14) die Stellmembran (2) verstellt wird und die Stellmembran (2) den Durchlaß durch einen Abströmquerschnitt (3) des Druckregelventils (1) vergrößert oder verkleinert, und wobei eine an den Abströmquerschnitt (3) membranseitig angrenzende Struktur (30) des Druckregelventils (1) einen Anschlag (31) für die Stellmembran (2) in deren Schließstellung bildet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stellmembran...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein pneumatisches Druckregelventil zur selbsttätigen Regelung des Drucks im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, wobei das Druckregelventil im Verlauf einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung angeordnet ist, deren Durchlaß mittels des Druckregelventils in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen einem Referenzdruck und einem an einem Eingang des Druckregelventils anliegenden Gasdruck selbsttätig veränderbar ist, wobei im Druckregelventil eine in einem Ventilgehäuse eingespannte Stellmembran vorgesehen ist, die einerseits von dem Referenzdruck und andererseits von dem Gasdruck sowie von der Kraft einer Regelfeder beaufschlagt ist, wodurch bei Veränderung des Differenzdrucks zwischen den an die Stellmembran angrenzenden Bereichen die Stellmembran verstellt wird und die Stellmembran den Durchlaß durch einen Abströmquerschnitt des Druckregelventils vergrößert oder verkleinert, und wobei eine an den Abströmquerschnitt membranseitig angrenzende Struktur des Druckregelventils einen Anschlag für die Stellmembran in deren Schließstellung bildet.
Druckregelventile der vorstehend genannten Art dienen dazu, das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine zu entlüften und dabei einen Druck im Kurbelgehäuse einzustellen, der geringfügig unter dem Umgebungsluftdruck liegt. Der Gas auslaß des Druckregelventils ist dazu üblicherweise mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbunden. Dabei stellt der im Ansaugtrakt herrschende Unterdruck eine Störgröße für das Regelverhalten des Druckregelventils dar, die möglichst weitgehend eliminiert werden soll. Bei üblichen Druckregelventilen ist die Kennlinie im Abregelbereich, das heißt bei sinkendem Druck im Gasauslaß, nicht waagerecht, was einem nicht konstanten Kurbelgehäusedruck entspricht; vielmehr steigt der Kurbelgehäusedruck bei sinkendem Druck im Gasauslaß in unerwünschter Weise an.
Ein theoretischer Weg zur Verminderung der Störeinflüsse besteht darin, daß man die Membranfläche der Stellmembran im Verhältnis zum Abströmquerschnitt sehr groß macht.
Dies führt allerdings nachteilig zu großen und damit teuren Membranen, was gleichzeitig auch zu unerwünscht großem Bauraumbedarf für das Druckregelventil führt. Aus diesem Grunde ist eine derartige Lösung in der Praxis nicht brauchbar.

Ein pneumatisches Druckregelventil, das die eingangs genannten Merkmale aufweist, ist aus DE 200 16 214 U1 bekannt. Bei diesem bekannten Ventil ist zur Verbesserung der Regelcharakteristik vorgesehen, daß es zwei Kraftelemente zur Erzeugung der Rückstellkraft, die auf die Stellmembran wirkt, aufweist, wobei ein erstes Kraftelement seine Rückstellkraft über den gesamten Bewegungsweg der Stellmembran auf diese ausübt und wobei ein zweites Kraftelement seine Rückstellkraft nur über einen zweiten Teil des Bewegungsweges der Stellmembran auf diese ausübt, wobei dieser zweite Teil des Bewegungsweges der Weg zwischen einer Teilöffnungsstellung und der Schließstellung der Stellmembran ist. Bevorzugt ist weiter vorgesehen, daß die zwei Kraftelemente durch zwei Federn gebil det sind, von denen die erste in ständigem Wirkeingriff mit der Stellmembran steht und von denen die zweite erst nach einem ersten Teil des Bewegungsweges der Stellmembran in Schließrichtung in Wirkeingriff mit dieser gelangt. Die beiden Federn sind bevorzugt Schraubenfedern unterschiedlicher Länge.

Ein weiteres Druckregelventil der eingangs genannten Art ist aus DE 40 22 129 C2 bekannt. Dieses Druckregelventil verwendet zur Verbesserung der Regelcharakteristik ein integriertes Zwischenventil. Hierzu besitzt das Druckregelventil neben der Stellmembran zwei Ventilplatten und zwei Ventilsitze, wobei das Zwischenventil an der Stellmembran derart angeordnet ist, daß eine axiale Relativbewegung zwischen der Stellmembran und dem Zwischenventil möglich ist. Bevorzugt werden auch hier zwei Regelfedern eingesetzt.

Als nachteilig ist bei diesen bekannten Druckregelventilen anzusehen, daß durch den Einsatz einer zweiten Ventilplatte und eines zweiten Ventilsitzes und/oder von zwei Federn im Vergleich zu üblichen Ventilen weitere Bauteile erforderlich werden, die zusätzlich hergestellt und eingebaut werden müssen. Die erzielbare bessere Regelcharakteristik wird hier also mit einer höheren Zahl von Bauteilen und mit einem höheren Herstellungs- und Montageaufwand erkauft. Außerdem addieren sich nachteilig die Toleranzen der einzelnen Bauteile, wodurch die Gesamtanordnung unpräziser wird. Dadurch, daß die Kraft der zweiten Regelfeder erst ab einem bestimmten Stellweg wirkt, ist die Regelkennlinie dieser Ventile zudem nicht vollständig stetig. Zudem muß die zunächst nicht in Eingriff befindliche Feder durch besondere Maßnahmen in der Anordnung fixiert werden.

Eine alternative Ausführung des bekannten Ventils gemäß DE 200 16 214 U1 sieht vor, daß das eine Kraftelement durch eine Feder gebildet ist und daß das andere Kraftelement die mit einer Eigenrückstellkraft oder mit einem integrierten Kraftelement versehener Stellmembran selbst ist. Hiermit wird zwar die Erfordernis einer separaten zweiten Feder vermieden, jedoch hat es sich herausgestellt, daß es schwierig ist, für diese Ventilausführung geeignete Stellmembranen herzustellen, die im gesamten geforderten Temperaturbereich eine exakt definierte und dauerhaft konstante Eigenrückstellkraft bzw. ein entsprechend wirkendes, integriertes Kraftelement aufweisen.

Eine dritte Version dieses bekannten Ventils besitzt anstelle der zwei Kraftelemente ein mindestens zwei unterschiedliche Rückstellkräfte ausübendes Kraftelement, das über einen ersten Teil des Bewegungsweges der Stellmembran eine erste Rückstellkraft auf diese ausübt und das über einen zweiten Teil des Bewegungsweges der Stellmembran eine zweite, größere Rückstellkraft auf diese ausübt. Theoretisch ist diese Ausführung zwar eine elegantere Lösung, weil nur ein Kraftelement benötigt wird, jedoch hat es sich auch hier als schwierig herausgestellt, ein derartiges Kraftelement mit zwei wegabhängig unterschiedlichen Rückstellkräften reproduzierbar herzustellen und in das Ventil zu integrieren.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, ein pneumatisches Druckregelventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das die dargelegten Nachteile vermeidet und mit dem insbesondere eine einfache und kompakte Bauweise und eine zuverlässige und dauerhaft gleichbleibende Funktion bei einer gute Regelcharakteristik mit einem weitestgehend waagerechten Verlauf der Kennlinie im Abregelbereich, das heißt im Bereich abnehmenden Drucks am Abströmquerschnitt, erzielt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem pneumatischen Druckregelventil der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Stellmembran in ihrem dem Abströmquerschnitt gegenüberliegenden Bereich eine Aussparung aufweist,
daß die Stellmembran an ihrer vom Abströmquerschnitt abgewandten Seite einen die Aussparung dichtend umgebenden, längenvariablen Membranteil umfaßt und
daß ein von der Aussparung entfernt liegendes Ende des längenvariablen Membranteils am Ventilgehäuse oder einem Deckel festgelegt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Druckregelventil ist die Stellmembran so gestaltet, daß der Druck im Gasauslaß, der üblicherweise der Druck im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine ist, nicht mehr oder weitestgehend nicht mehr an der auf die Stellmembran einwirkenden Kräftebilanz beteiligt ist. Hierdurch wird die Störgröße "Druck im Gasauslaß" aus dem Stellverhalten der Stellmembran und damit aus dem Regelverhalten des Druckregelventils eliminiert bzw. weitgehend eliminiert. Auf die Stellmembran wirken dann nur noch einerseits der am Gaseinlaß anstehende Druck, üblicherweise der Kurbelgehäusedruck, und andererseits der Referenzdruck, üblicherweise der Umgebungsluftdruck. Hiermit wird im Ergebnis erreicht, daß auch bei zunehmendem Unterdruck am Gasauslaß die Kennlinie des Druckregelventils weitgehend waagerecht verläuft, also im Kurbelgehäuse ein vorteilhaft konstanter, geringer Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck eingehalten wird. Dies ist sowohl für einen sauberen Betrieb der Brennkraftmaschine als auch für eine wirksame Ölnebelabscheidung aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas von Vorteil. Das von der Aussparung entfernt liegende Endes des längenvariablen Membranteils kann dabei am Ventilgehäuse unmittelbar festgelegt sein oder alternativ mittelbar, z.B. über ein Verbindungselement, festgelegt sein

Weiter ist bevorzugt vorgesehen, daß die Aussparung hinsichtlich ihrer Flächenform und -größe deckungsgleich mit der Flächenform und -größe des freien Querschnitts des Abströmquerschnitts ausgeführt ist. In dieser Ausgestaltung wird eine vollständige Eliminierung des Einflusses des Unterdrucks im Gasauslaß aus dem Regelverhalten des Druckregelventils erreicht, wobei für eine zuverlässige Funktion hier aber eine exakte Führung der Stellmembran Voraussetzung ist, um Fehlstellungen der Stellmembran relativ zum Abströmquerschnitt auszuschließen.

Eine alternative Ausgestaltung schlägt vor, daß die Aussparung hinsichtlich ihrer Flächenform und -größe um bis zu 20%, vorzugsweise um bis zu 10%, kleiner als die Flächenform und -größe des freien Querschnitts des Abströmquerschnitts ausgeführt ist. In dieser Ausführung wird zwar keine vollständige, sondern nur weitgehende Eliminierung der Störgröße erreicht, jedoch ist diese Ausführung toleranter hinsichtlich des Zusammenspiels von Stellmembran und Abströmquerschnitt. Damit wird bei dieser Ausführung mit geringem konstruktiven Aufwand eine zuverlässige Funktion erreicht, wofür geringe Abstriche bei der Elimination der Störgröße in Kauf genommen werden können.

Der längenvariable Membranteil kann unterschiedlich ausgeführt sein, wobei jeweils wesentlich ist, daß seine Länge variabel ist und daß er luft- bzw. gasdicht ist. In einer ersten Ausführung ist der längenvariable Membran teil schlauchartig ausgeführt und weist wenigstens eine in seiner Umfangsrichtung umlaufende Sicke auf.

In einer zweiten, alternativen Ausgestaltung umfaßt der längenvariable Membranteil einen Faltenbalg oder eine Rollfalte oder ist durch einen Faltenbalg oder eine Rollfalte gebildet.

Um die Stellmembran möglichst einfach und kostengünstig als Massenteil herstellen zu können und um eine zuverlässige Dichtigkeit der Stellmembran zu gewährleisten, ist bevorzugt der längenvariable Membranteil einstückig mit der übrigen Stellmembran ausgeführt. Die Herstellung der Stellmembran erfolgt zweckmäßig in einem Spritzgießverfahren, wobei als Material zweckmäßig und bevorzugt ein Elastomer verwendet wird.

Eine weitere Ausgestaltung des Druckregelventils sieht vor, daß der Teil des Ventilgehäuses, an dem das von der Aussparung entfernt liegende Ende des längenvariablen Membranteils festgelegt ist, ein eine Referenzdruckkammer begrenzender Ventilgehäusedeckel ist. In dieser Ausgestaltung wird der Ventilgehäusedeckel zur Halterung des Endes des längenvariablen Membranteils genutzt, so daß für dessen Festlegung hier keine gesonderten Teile im Druckregelventil benötigt werden.

Das von der Aussparung entfernt liegende Ende des längenvariablen Membranteils kann auf unterschiedliche Art und Weise an dem Ventilgehäuse bzw. dessen Deckel festgelegt sein. Eine erste Ausgestaltung schlägt diesbezüglich vor, daß das von der Aussparung entfernt liegende Ende des längenvariablen Membranteils mit dem Ventilgehäuse verklebt oder verschweißt ist.

Eine Alternative dazu schlägt vor, daß das von der Aussparung entfernt liegende Ende des längenvariablen Membranteils mit dem Ventilgehäuse verrastet oder verknöpft ist.

Gemäß einer weiteren Alternative besteht auch die Möglichkeit, daß das von der Aussparung entfernt liegende Ende des längenvariablen Membranteils mit dem Ventilgehäuse verschraubt oder vernietet ist.

In einer weiteren Alternative wird vorgeschlagen, daß das von der Aussparung entfernt liegende Ende des längenvariablen Membranteils durch wenigstens ein sich vom oder durch den Abströmquerschnitt in den längenvariablen Membranteil erstreckendes Halteelement an das Ventilgehäuse angedrückt ist. Diese Ausführung bietet als Vorteil insbesondere eine vereinfachte Montage, weil keine unmittelbare Verbindung zwischen dem Ende des längenvariablen Membranteils und dem Ventilgehäuse hergestellt werden muß.

In einer konkreten Ausgestaltung ist bevorzugt vorgesehen, daß das Halteelement durch wenigstens einen Andrückstift gebildet ist, der an seinem von dem längenvariablen Membranteil entfernt liegenden Fußende mit dem Ventilgehäuse verbunden oder einstückig ausgeführt ist und der an seinem anderen, im längenvariablen Membranteil liegenden Kopfende eine an die innere Form des von der Aussparung entfernt liegenden Endes des längenvariablen Membranteils angepaßte Kopfform hat. Das Halteelement ist hier ein sich durch den Abströmquerschnitt erstreckender Stift, der die zur Verfügung stehende Querschnittsfläche im Abströmquerschnitt nur unwesentlich verkleinert und damit nicht störend wirkt. Die Formanpassung des Kopfendes des Andrückstifts sorgt für eine zuverlässige und gleichzei tig materialschonende Festlegung des oberen Endes des längenvariablen Membranteils. Die Festlegung dieses oberen Endes des längenvariablen Membranteils ergibt sich ohne zusätzlichen Aufwand, wenn das Kopfende des Andrückstifts mit dem Ende des längenvariablen Membranteils so angeordnet ist, daß beim Aufsetzen des Deckels sich die gewünschte Festlegung ergibt.

Um zu gewährleisten, daß der längenvariable Membranteil seinerseits keinen störenden Einfluß auf das Stellverhalten der Stellmembran ausübt, ist bevorzugt vorgesehen, daß die Stellmembran in ihrem die Aussparung dichtend umgebenden, längenvariablen Membranteil eine geringere Materialstärke als in ihren übrigen Bereichen aufweist. Durch die geringe Materialstärke der Stellmembran im längenvariablen Membranteil läßt sich dieser Membranteil leichtgängig und mit geringstem Kraftaufwand in seiner Länge variieren. Hierdurch wird vermieden, daß der längenvariable Membranteil wie eine zweite Feder wirkt, was störend für das Regelverhalten der Stellmembran und des Druckregelventils insgesamt wäre.

Bei bestimmten Betriebszuständen der zugehörigen Brennkraftmaschine muß daß Druckregelventil den Durchlaß durch den Abströmquerschnitt mehr oder weniger vollständig verschließen. Um hier eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten, schlägt die Erfindung vor, daß die Stellmembran an ihrer dem Abströmquerschnitt zugewandten Seite mit einer die Aussparung umgebenden Dichtkontur ausgeführt ist, die in Schließstellung der Stellmembran mit der an den Abströmquerschnitt membranseitig angrenzende Struktur dichtend zusammenwirkt.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

1 ein erstes Druckregelventil im Längsschnitt, in zwei unterschiedlichen Funktionszuständen,
2 ein zweites Druckregelventil, ebenfalls im Längsschnitt,
2a ein Detail des Druckregelventils aus 2, in einer geänderten Ausführung und
3 einen Ausschnitt aus einem Druckregelventil in einer dritten Ausführung, wieder im Längsschnitt.
Wie die 1 zeigt, besitzt das hier dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines Druckregelventils 1 ein Ventilgehäuse 10, das oberseitig durch einen Deckel 10' verschlossen ist. Rechts mündet ein Gaseinlaß 11 in das Gehäuse 10; nach unten hin geht ein Gasauslaß 12 von dem Ventilgehäuse 10 ab. Der Gaseinlaß 11 ist beispielsweise mit dem Kurbelgehäuse einer zugehörigen Brennkraftmaschine verbunden; der Gasauslaß 12 führt beispielsweise in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine.
Das Innere des Druckregelventils 1 ist durch eine Stellmembran 2 in eine untere Kammer 13 und eine obere Kammer 14 unterteilt. Radial außen besitzt die Stellmembran 2 einen Einspannrand 20, mit dem sie dichtend zwischen dem Ventilgehäuse 10 und dem Deckel 10' eingespannt ist. Radial innen vom Einspannrand 20 liegt eine Sicke 21 in der Stellmembran 2, die eine leichtgängige Bewegung des radial nach innen folgenden ringförmigen Bereichs 22 der Stellmembran 2 nach oben und unten erlaubt. Der ringförmige Bereich 22 ist unterseitig mit einem Membrantragkörper 23 versteift. Von dem Membrantragkörper 23 ragen mehrere Federzentriernasen 29 über den Umfang des Membrantragkörpers 23 verteilt nach unten vor.
In ihrem radial inneren, zentralen Bereich ist die Membran 2 mit einer Aussparung 24 versehen. Diese Aussparung 24 ist oberseitig von einem längenvariablen Membranteil 25 dichtend umgeben. Der längenvariablen Membranteil 25 erstreckt sich nach oben bis zum Deckel 10'. Mit seinem oberen, dichten Ende 25' ist der Membranteil 25 in einer Durchbrechung 15 im Zentrum des Deckels 10' befestigt.
Unterhalb der Stellmembran 2 ist in der unteren Kammer 13 eine Regelfeder 5, hier in Form einer Schraubendruckfeder, angeordnet, die die Stellmembran 2 über deren Membrantragkörper 23 mit einer nach oben, also in Öffnungsrichtung, weisenden Kraft beaufschlagt.
Ein in der Kammer 13 liegender Teil des Gasauslasses 12 bildet einen Abströmquerschnitt 3, der hier kreisförmig ist. Der Abströmquerschnitt 3 wird radial außen durch eine Struktur 30 begrenzt, die hier die Form eines mit dem Ventilgehäuse 10 einstückigen Rohrstutzens hat. Das obere Ende der Struktur 30 bildet einen Anschlag 31, an den sich die Stellmembran 2 in ihrer in 1 in der rechten Hälfte dargestellten Schließstellung anlegt.
Im Betrieb des Druckregelventils 1 strömt durch den Gaseinlaß 11 Kurbelgehäuseentlüftungsgas in die untere Kammer 13 ein. In der oberen Kammer 14 herrscht der atmosphärische Luftdruck, da diese Kammer 14 über eine Bohrung 14' im Deckel 10' mit der äußeren Umgebung verbunden ist. Je nach den herrschenden Druckverhältnissen auf den beiden Seiten der Stellmembran 2, also in den Kammern 13 und 14, nimmt die Stellmembran 2 eine entsprechende Lage ein, die zwischen einer maximalen Öffnungsstellung, wie sie in der linken Hälfte von 1 gezeigt ist, und einer Schließstellung, wie sie die rechte Hälfte von 1 zeigt, liegen kann. Solange die Stellmembran 2 nicht dichtend an dem Anschlag 31 anliegt, strömt Kurbelgehäuseentlüftungsgas aus der unteren Kammer 13 durch den Abströmquerschnitt 3 und den Gasauslaß 12 ab, üblicherweise in den Ansaugtrakt der zugehörigen Brennkraftmaschine.
Aufgrund der zentral in der Membran 2 vorgesehenen, mit dem Abströmquerschnitt 3 deckungsgleichen Aussparung 24 kann sich der im Gasauslaß 12 anliegende Druck, üblicherweise der im Ansaugtrakt herrschende Unterdruck, nicht auf das Stellverhalten der Stellmembran 2 auswirken. Hierdurch wird der Unterdruck im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine und im Gasauslaß 12 als Störgröße, die das Stellverhalten der Stellmembran 2 unerwünscht beeinflußt, eliminiert. Das Stellverhalten der Stellmembran 2 hängt dann nur noch von dem Verhältnis der Drücke in der Kammer 13 und in der Kammer 14 ab. Damit wird insbesondere erreicht, daß auch bei zunehmendem Unterdruck im Gasauslaß 12 die Stellmembran 2 nicht nach unten, also in Schließrichtung verstellt wird. Dies bewirkt, daß die Kennlinie des Druckregelventils 1 waagerecht verläuft, es also nicht zu einem unerwünschten Ansteigen des Drucks im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine bei sinkendem Druck am Gasauslaß 12 kommt.
2 zeigt in gleicher Darstellungsweise wie die 1 eine zweite Ausführung des Druckregelventils 1. Auch hier besitzt das Druckregelventil 1 ein Ventilgehäuse 10 mit einem oberseitigen Deckel 10'. Die Stellmembran 2 ist hier ebenfalls mittels eines radial außen liegenden Ein spannrandes 20 zwischen dem Gehäuse 10 und dem Deckel 10' dichtend eingespannt. Radial innen vom Einspannrand 20 liegt auch hier eine Sicke 21 in der Membran 2. Im Zentrum der Membran 2 ist auch hier eine Aussparung 24 vorgesehen, die nach oben hin von dem längenvariablen Membranteil 25 dichtend umgeben ist. Im Unterschied zur 1 ist hier der längenvariable Membranteil 25 durch einen Faltenbalg 27 gebildet.
Unter der Stellmembran 2, genauer unter deren ringförmigem, die Aussparung 24 umgebenden Bereich 22 liegt auch hier die Regelfeder 5, die sich mit ihrem anderen Ende am Gehäuse 10 abstützt und die die Stellmembran 2 mit einer nach oben, also in Öffnungsrichtung, weisenden Kraft beaufschlagt.
Das Innere des Ventilgehäuses 10 wird auch hier durch die Stellmembran 2 in eine untere Kammer 13 und eine obere Kammer 14 unterteilt. Die untere Kammer 13 steht mit dem hier von links kommenden Gaseinlaß 11 in Verbindung. Die obere Kammer 14 steht über die Bohrung 14' mit der äußeren Umgebung in Verbindung.
Unterhalb der Aussparung 24 der Membran 2 liegt auch hier der Abströmquerschnitt 3, der auch hier durch eine Struktur 30 in Form eines kurzen Rohrstutzens gebildet ist. Die Oberseite der Struktur 30 bildet auch hier wieder den Anschlag 31 für die Stellmembran 2 in deren Schließstellung. Der Abströmquerschnitt 3 geht dann in den hier nach rechts weisenden Gasauslaß 12 über.
An der Innenseite des Deckels 10' ist in dessen Zentrum eine Eintiefung 15' angeformt, die zur Aufnahme des passend geformten, dichten oberen Endes 25' des längenvariablen Membranteils 25 dient. Zur Festlegung des oberen En des 25' dient hier ein Haltelement 4, das die Form eines Stiftes hat, der durch den Abströmquerschnitt 3 und durch die Aussparung 24 verläuft. Ein unteres Fußende 40 des Haltelements 4 ist hier fest mit dem Ventilgehäuse 10 verbunden, beispielsweise verklebt oder verschweißt. Ein oberes Kopfende 41 ist tellerförmig vergrößert und in seiner Form an die Form der Unterseite des oberen Endes 25' des längenvariablen Membranteils 25 angepaßt.
Bei der Montage dieses Ventilgehäuses 10 wird zunächst das Halteelement 4 mittels seines Fußendes 40 mit dem Ventilgehäuse 10 verbunden. Anschließend wird die Stellmembran 2 aufgesetzt, wobei das obere Ende 25' des längenvariablen Membranteils 25 auf dem Kopfende 41 des Halteelements 4 zu liegen kommt. Nach Aufsetzen und Festlegen des Deckels 10' drückt das Halteelement 4 mit seinem Kopfende 41 das obere Ende 25' des Membranteils 25 ausreichend fest an die Unterseite des Deckels 10' und in die dort vorgesehene Eintiefung 15'.
Auch bei diesem Druckregelventil 1 wirkt der im Gasauslaß 12 anstehende Druck nicht mehr als unerwünschte Störgröße auf das Stellverhalten der Stellmembran 2 ein, weil dies durch die Aussparung 24 im Zentrum der Membran 2 verhindert wird.
2a zeigt ein Detail aus der 2 in einer geänderten Ausführung, nämlich eine anders gestaltete Verbindung des oberen Endes 25' des längenvariablen Membranteils 25 mit dem Deckel 10'. In dieser Ausgestaltung gemäß 2a besitzt der Deckel 10' in seinem Zentrum unterseitig einen Rastkopf 15'', auf den das obere Ende 25' des Membranteils 25 mittels einer passenden Gegenform auf gerastet oder aufgeknöpft ist.
In 3 ist eine weitere Ausführung eines Druckregelventils 1 als Teil-Längsschnitt dargestellt. Oben in 3 ist der zentrale Bereich des Deckels 10' sichtbar. Im wesentlichen parallel zum Deckel 10' verläuft unterhalb von diesem die Stellmembran 2 mit ihrem ringförmigen Bereich 22. Ganz unten in 3 ist der Abströmquerschnitt 3 sichtbar, der durch die auch hier rohrstutzenförmige Struktur 30 mit dem oberseitigen Anschlag 31 gebildet ist.
In ihrem Zentrum besitzt die Stellmembran 2 auch hier die Aussparung 24, die auch hier wieder dichtend von einem längenvariablen Membranteil 25 umgeben ist, der sich nach oben erstreckt und dessen oberes Ende 25' mit dem Deckel 10' mittels einer Deckel-Durchbrechung 15 verbunden ist.
Der längenvariable Membranteil 25 ist in dieser Ausgestaltung als Rollfalte 28 ausgeführt. Radial innen wird die Rollfalte 28 durch einen inneren Stutzring 28.1 abgestützt, der einen Teil der Stellmembran 2 darstellt. Radial außen wird die Rollfalte 28 durch einen äußeren Stützring 28.2 mit größerem Durchmesser abgestützt, der einen integralen Teil des Deckels 10' bildet.
Auch bei diesem Druckregelventil 1 wird das Stellverhalten der Stellmembran 2 nur durch das Verhältnis der Drücke in den Kammern 13 und 14 bestimmt; der Druck im Abströmquerschnitt 3 und im Gasauslaß 12 wirkt dagegen infolge der Aussparung 24 nicht auf die Stellmembran 2 ein.

1: Druckregelventil
10: Ventilgehäuse
10': Deckel
11: Gaseinlaß
12: Gasauslaß
13: untere Kammer
14: obere Kammer
14': Bohrung nach außen
15: Durchbrechung für 25' in 10'
15': Eintiefung für 25' in 10'
15'': Rastkopf für 25' an 10
2: Membran
20: Einspannrand
21: Sicke neben 20
22: ringförmiger Bereich
23: Membrantragkörper
24: Aussparung
25: längenvariabler Membranteil
25': oberes Ende von 25
26: Sicke
27: Faltenbalg
28: Rollfalte
28.1,.2: Stützring innen, außen
29: Federzentriernasen
3: Abströmquerschnitt
30: Struktur (Rohrstutzen)
31: Anschlag
4: Halteelement (Stift)
40: Fußende
41: Kopfende
5: Regelfeder

Claims

Pneumatisches Druckregelventil (1) zur selbsttätigen Regelung des Drucks im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, wobei das Druckregelventil (1) im Verlauf einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung angeordnet ist, deren Durchlaß mittels des Druckregelventils (1) in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen einem Referenzdruck und einem an einem Eingang (11) des Druckregelventils (1) anliegenden Gasdruck selbsttätig veränderbar ist, wobei im Druckregelventil (1) eine in einem Ventilgehäuse (10) eingespannte Stellmembran (2) vorgesehen ist, die einerseits von dem Referenzdruck und andererseits von dem Gasdruck sowie von der Kraft einer Regelfeder (5) beaufschlagt ist, wodurch bei Veränderung des Differenzdrucks zwischen den an die Stellmembran (2) angrenzenden Bereichen (13, 14) die Stellmembran (2) verstellt wird und die Stellmembran (2) den Durchlaß durch einen Abströmquerschnitt (3) des Druckregelventils (1) vergrößert oder verkleinert, und wobei eine an den Abströmquerschnitt (3) membranseitig angrenzende Struktur (30) des Druckregelventils (1) einen Anschlag (31) für die Stellmembran (2) in deren Schließstellung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmembran (2) in ihrem dem Abströmquerschnitt (3) gegenüberliegenden Bereich eine Aussparung (24) aufweist, daß die Stellmembran (2) an ihrer vom Abströmquerschnitt (3) abgewandten Seite einen die Aussparung (24) dichtend umgebenden, längenvariablen Membranteil (25) umfaßt und daß ein von der Aussparung (24) entfernt liegendes Ende (25') des längenvariablen Membranteils (25) am Ventilgehäuse (10) oder einem Deckel (10') festgelegt ist.
Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (24) hinsichtlich ihrer Flächenform und -größe deckungsgleich mit der Flächenform und -größe des freien Querschnitts des Abströmquerschnitts (3) ausgeführt ist.
Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (24) hinsichtlich ihrer Flächenform und -größe um bis zu 20%, vorzugsweise um bis zu 10%, kleiner als die Flächenform und -größe des freien Querschnitts des Abströmquerschnitts (3) ausgeführt ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der längenvariable Membranteil (25) schlauchartig ausgeführt ist und wenigstens eine in seiner Umfangsrichtung umlaufende Sicke (26) aufweist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der längenvariable Membranteil (25) einen Faltenbalg (27) oder eine Rollfalte (28) umfaßt oder durch einen Faltenbalg (27) oder eine Rollfalte (28) gebildet ist.
Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der längenvariable Membranteil (25) einstückig mit der übrigen Stellmembran (2) ausgeführt ist.
Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Ventilgehäuses (1), an dem das von der Aussparung (24) entfernt liegende Ende (25') des längenvariablen Membranteils (25) festgelegt ist, ein eine Referenzdruckkammer (14) begrenzender Ventilgehäusedeckel (10') ist.
Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Aussparung (24) entfernt liegende Ende (25') des längenvariablen Membranteils (25) mit dem Ventilgehäuse (10) verklebt oder verschweißt ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Aussparung (24) entfernt liegende Ende (25') des längenvariablen Membranteils (25) mit dem Ventilgehäuse (10) verrastet oder verknöpft ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Aussparung (24) entfernt liegende Ende (25') des längenvariablen Membranteils (25) mit dem Ventilgehäuse (10) verschraubt oder vernietet ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Aussparung (24) entfernt liegende Ende (25') des längenvariablen Membranteils (25) durch wenigstens ein sich vom oder durch den Abströmquerschnitt (3) in den längenvariablen Membranteil (25) erstreckendes Halteelement (4) an das Ventilgehäuse (10) angedrückt ist.
Druckregelventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (4) durch wenigstens einen Andrückstift gebildet ist, der an seinem von dem längenvariablen Membranteil (25) entfernt liegenden Fußende (40) mit dem Ventilgehäuse (10) verbunden oder einstückig ausgeführt ist und der an seinem anderen, im längenvariablen Membranteil (25) liegenden Kopfende (41) eine an die innere Form des von der Aussparung (24) entfernt liegenden Endes (25') des längenvariablen Membranteils (25) angepaßte Kopfform hat.
Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmembran (2) in ihrem die Aussparung (24) dichtend umgebenden, längenvariablen Membranteil (25) eine geringere Materialstärke als in ihren übrigen Bereichen aufweist.
Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmembran (2) an ihrer dem Abströmquerschnitt (3) zugewandten Seite mit einer die Aussparung (24) umgebenden Dichtkontur ausgeführt ist, die in Schließstellung der Stellmembran (2) mit der an den Abströmquerschnitt (3) membranseitig angrenzende Struktur (30) dichtend zusammenwirkt.