DE2742292C2 - Kurbelgehäuseentlüftungsventil für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil für Brennkraftmaschinen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem derartigen Ventil (GB-PS 10 75 214) ist die flexible Membran (F i g. 4) mit einer relativ großen und steifen Platte verschraubt, welche ihrerseits an einer Feder anliegt. Diese Platte sorgt zwar für eine weitgehende Unterstützung der Membran im Anlagezustand der Platte und der Membran am Ansaugstutzen. Allerdings wird die Membran durch die unflexible Platte derart versteift, daß deren für die Ansprechempfindlichkeit notwendige Flexibilität weitgehend aufgehoben wird. Dies hat zur Folge, daß dieses bekannte System eine unzureichende Ansprechempfindlichkeit hat.

Die Membran der Ausführungsform gemäß Fig. 2 der US-PS 32 65 084 ist zwar, wenn auch durch den verformten Teil 26 bedingt, flexibler als bei dem Ventil nach der britischen Patentschrift. Allerdings ist die Abstützung der Membran unzureichend. Dies hat zur Folge, daß die Ansprechampfindlichkeit, nicht aber eine ausreichende Abstützung der Membran im Anlagezustand am Saugstutzen gewährleistet ist. Diese unzureichende Abstützung führt zu einer Überbeanspruchung der Membran und somit zu einer frühen Zerstörung derselben. Dies ist insbesondere deswegen der Fall, weil die Membran einer sehr häufigen Wechselbeanspruchung unterworfen ist und daher die Membran im Betrieb sehr stark beansprucht wird. Außerdem führt die starke Überbeanspruchung bei der unzureichend abgestützten Membran zu einer Elastizitätsverminderung durch Überdehnen, wenn im Kurbelgehäuse über längere Zeit ein Unterdruck herrscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art derart weiterzuentwikkeln, daß es um den gewünschten Kurbelgehäusedruck einzuhalten und den Abstrom von Kurbelgehäi'sedämpfen zur Ansauganlage der Brennkraftmaschine zuverlässig zu bemessen, bei einfachem Aufbau schnell anspricht und darüber hinaus ausreichend abgestützt ist, um eine Überbeanspruchung der Membran zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebenen Merkmale gelöst.

Durch diese Lösung wird in vorteilhafter Weise ein Ventil geschaffen, bei dem die Massenträgheit der hin- und heroszillierenden Membran sehr gering ist, wodurch ein schnelles Ansprechen des Ventils erreicht wird, ohne dali zusätzliche Hilfsmittel notwendig sind. Die hierdurch erreichte einfache Konstruktion bedingt eine störungsfreie Arbeitsweise des Ventils. Durch die optimale Abstützung mittels der Stützrippen wird trotz der leichten, elastischen Ausbildung der Membran eine Überbeanspruchuog der Membran und somit eine Elastizitätsverminderung durch Überdehnen infolge eines in dem Kurbelgehäuse über längere Zeit vorhandenen Unterdrucks vermieden.

Durch die erfmdungsgemäße, verhältnismäßige Zuordnung der Membranflächen zu dem Druck des Kurbelgehäuses bzw. den Druck der Ansaugvorrichtung gemäß Patentanspruch 2 wird in vorteilhafter Weise der unmittelbare Einfluß des Ansaugdruckes auf den Entlüftungsgasstrom wesentlich verringert, so daß schon bei niedrigen Drehzahlen im Kurbelgehäuse ein Unterdruck aufgebaut werden kann.

Der einfache konstruktive Aufbau bedingt eine störungsfreie Arbeitsweise des Ventils.

Eine Ringnut am äußeren Rand der Auflagefläche entsprechend Anspruch 3 ermöglicht in vorteilhafter Weise das Aufbringen einer Spannung auf die Membran mittels eines Spannrings.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einer. Schnitt durch das Kurbelgehäuseentlüftungsventil,

F i g. 2 einen Schnitt durch das Kurbelgehäuseentlüftungsventil längs der Linie H-Il in Fig. I mit der erfindungsgemäßen Auflagefläche mit vom Ringraum ausgehenden, radial verlaufenden, im Abstand angeordneten Stützrippen.

In der Zeichnung ist ein Membranrückschlagsventil 10 gezeigt, das mit einem Abscheider 12 eine Baueinheit bildet. Das Membranventil 10 weist einen Ventilkörper 14 und einen Ventildeckel 16 auf, der auf dem Ventilkörper 14 aufgeschraubt oder mit diesem verschraubt werden kann. Zwischen dem Ventilkörper 14 und dem Ventildeckel 16 ist eine Membran 18 festgeklemmt, die das Ventilgehäuse 20 in eine erste Kammer 22, begrenzt durch Ventildeckel 16 und Membran 18, und eine zweite Kammer 24, begrenzt von Ventilkörper 14 und Membran 18, unterteilt. Der Ventildeckel 16 ist mit öffnungen 26 versehen, über welche die erste Kammer 22 mit der Außenluft verbunden ist. An dem Ventilkörper 14 ist ein Einlaßstutzen 28 mit einem Druckbegrenzungsventil

30 üblicher Bauweise und ein Auslaßstutzen 32 durch Einschrauben oder Einpressen befestigt. Im weiteren ist am Ventilkörper 14 ein Auslaßstutzen 34 als hohlzylindrischer Ventilsitzkörper angeordnet, der eine kreisringförmige Ventilsitzfläche als Mündung 36 des Auslaßstutzens 34 aufweist. Dieser Auslaßstutzen 34 kann mit dem Ventilkörper 14 einstückig ausgebildet sein oder in diesen eingeschraubt oder eingepreßt werden und ist von einem oben offenen konzentrischen Ringraum 38 umgeben, in den der Einlaßstutzen 28 mündet. Die Membran 18 liegt bei geschlossenem Ventil auf der Ventilsiizfläche 36 und auf der Auflagefläche 40 auf. Die Membran 18 kann z. B. aus Kunststoff oder synthetischem Kautschuk bestehen. Die Auflagefläche 40 erstreckt sich bis zum Rand des Ventilgehäuses 20 und weist an ihrem Umfang eine Ringnut 42 und von dem Ringraum 38 ausgehende, radial verlaufende, im Abstand angeordnete Stützrippen 44 auf. In der Ringnut 42 ist zum Aufbringen einer Spannung auf die Membran 18 ein Teflonring angeordnet. Das Flächenverhältnis zwisehen der mit dem Druck der Ansauganlage beaufschlagten und der mit dem Druck des Kurbelgehäuses beaufschlagten Fläche der Membran 18 beträgt mindestens 1 :10, vorzugsweise jedoch 1 :25 bis 1 :30. Hierdurch wird der Einfluß des Drucks der Ansauganlage auf den Kurbelgehäuseentlüftungsgasstrom wesentlich gemindert mit der Folge, daß der Druck in dem Kurbelgehäuse von dem Unterdruck der Ansauganlage relativ unabhängig ist.

Unterhalb des Membranrückschlagventils 10 ist der Abscheider 12 angeordnet, welcher ein am Ventilkörper 14 befestigtes Gehäuse 46 aufweist, das mit Kühlrippen 48 versehen ist. Im Inneren des Gehäuses 46 ist ein Einsatz 50 mit Kühlblechen 52 angeordnet. Dieser Einsatz 50 schließt an die Auslaßöffnung des Rohrstutzens 34 an und wird von dem das Ventil 10 verlassenden Medium durchströmt.

Das nach unten offene Gehäuse 46 wird durch einen Behälter 54 abgeschlossen, der mit einem Füllmaterial 56. ζ. B. Zellulose, gefüllt ist, das eine große Saugfähigkeit aufweist. Der Behälter 54 ist mittels Verschlüssen 58 lösbar am Gehäuse 46 befestigt. Zwischen Gehäuse 46 und Behälter 54 ist ein Dichtring 60 angeordnet, um den Innenraum 62 des Gehäuses 46 nach außen dicht abzuschließen. Dieser Innenraum 62 steht über einen Durchlaß 64 im Ventilgehäuse 20 mit dem Auslaßstutzen 32 in Verbindung. Dieser Auslaßstutzen 32 ist mittels eines nicht näher dargestellten Verbindungsschlauches oder -rohres an den nur schematisch gezeigten Luftfilter 66 einer Verbicnnungskraftmaschine angeschlossen. Ebenfalls nur schematisch dargestellt ist der dem Luftfilter 66 nachgeschaltete Vergaser 68 bekannter Bauart.

Der Einlaßstutzen 28 steht über eine nicht gezeigte Schlauch- oder Rohrleitung mit dem Inneren des Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine in Verbindung. Der Einlaßstutzen 28 wird zweckmäßigerweise an das Kipphebelgehäiise bzw. an das Stößelgehäuse der Brennkraftmaschine angeschlossen. Diese Gehäuse sind bekanntlich über die Stößelführungen und weitere Ausgleichskanäle mit dem Kurbelgehäuse verbunden. Es ist jedoch auch denkbar, den Einlaßstutzen 28 direkt an das Kurbelgehäuse anzuschließen.

Entsteht nun wie früher erwähnt durch die Bewegung der Kolben und anderer Motorenteile im Kurbelgehäuse bzw. in dem mit diesem verbundenen Kipphebel- und Stößelgehäuse ein ÜberJ-uck, so wird durch diesen Überdruck die Membran 18 von der Mündung 36 abgehoben. Es entsteht somit eine Verbindung zwischen dem Inneren des Kurbelgehäuses und der Ansauganlage. Dadurch kann mit Schadstoffen beladendes Gas vom Kurbelgehäuse über den Einlaßstutzen 28, den konzentrischen Ringraum 38 und den Rohrstutzen 34 in den Abscheider 12 gelangen. Beim Durchströmen durch die Kühlbleche 52 kondensieren die gas- bzw. dampfförmigen Schadenstoffe. Das Kondensat wird durch das Füllmaterial 56 im Behälter 54 aufgesaugt. Dieser Behälter 54 bzw. dessen Füllmaterial 56 kann periodisch ausgewechselt werden. Da im Abscheider 12 die in dem Gas enthaltenen Schadstoffe auf die beschriebene Weise weitgehend abgeschieden werden, ist das durch den Auslaßstutzen 32 austretende Gas praktisch schadstofffrei und kann nun ohne nachteilige Folgen dem Vergaser 68 zur Nachverbrennung zugeführt werden.

Wird nun im Kurbelgehäuse bei der Aufwärtsbewegung der Kolben gegenüber der Umgebung ein Unterdruck erzeugt, so schließt das Ventil 10 durch Auflage der Membitm 18 auf die Mündung 36. Es kann somit kein Gas aus der Ansauganlage in d«-- Kurbelgehäuse zurückströmen. Der Unterdruck hat zur [ olge, daß ein Austreten von Schmierstoff durch Dichtungsflächen und Dichtungen (Simmerringe, Manschetten usw.) und ein Eintreten von Schmierstoff in die Verbrennungsräume vermieden wird. Da kein mit Schmutz- und Staubpartikeln aus der Umgebungsluft beladenes Gas in das Kurbelgehäuse eintreten kann, werden eine Verschmutzung des Schmierstoffes und durch diese Schmutz- und Staubpartikel verursachte Abnützungsersoheinungen vermieden. Auch können sich keine korrosiven Kondensate bilden, die durch Verbindung von verseifbaren Schmierölbestandteilen und in der Umgebungsluft enthaltenem Wasserdampf entstehen können. Der durch den Unterdruck bedingte verminderte Siedepunkt des Wassers verhindert ein Kondensieren des eintretenden Wasserdampfes (Luftfeuchtigkeit). Der Wasserdampf wird durch das Ventil sofort wieder ausgestoßen, wodurch keine Öl-Wasser-Emulsionen entstehen.

Die bewegten Motorteite arbeiten bei Unterdruck mit veniger Widerstand, was einen höheren thermischen Wirkungsgrad zur Folge hat. Weiter wird durch den Unterdruck die Schmierung der Pleuel- und Hauptlager auch bei abgestelltem Motor begünstigt.

Das in der Zeichnung dargestellte Kurb.Mgehäufeentlüftungsventil wird im Brennkraftmaschinenraum so befestigt, daß das Gehäuse 46 von der vom Kühlerventilator geförderten Kühlerluft umströmt wird.

Um ein optimales Arbeiten zu gewährleisten, muß das Kurbelgehäuseentlüftungsventil höher als der oberste Punkt des Kipphebeigehäuses angebracht werden, damit ein Eintreten von Schmieröl in das Ventil verhindert wird. Der Abscheider 12 und das Ventil 10 können statt als eine Baueinheit auch als zwei getrennte Baueinheiten ausgebildet werden.

Das Kurbelgehäuseentlüftungsventil kann für alle Arten Brennkraftmaschinen vom Typ des Ottomotors mit jeglicher Zylinderzahl verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kurbelgehäuseentlüftungsventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilgehäuse, das durch eine am Umfang abdichtend eingespannte Membran aus leichtem, elastischem Material in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt ist, wobei die erste Kammer mit der Au3enluft und die zweite Kammer einerseits über einen Einlaßstutzen mit dem Kurbelgehäuse und andererseits über einen in die zweite Kammer ragenden, zentral in ihr angeordneten, von einem konzentrischen Ringraum umgebenen zylindrischen Auslaßstutzen mit der Ansauganlage der Brennkraftmaschine in Verbindung steht und wobei der Auslaßstutzen abhängig von den .Drücken im Kurbelgehäuse und in der Ansauganlage der Brennkraftmaschine freigegeben oder geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (18) in Schließstellung abdichtend unmittelbar auf der Mündung (36) des Auslaßstutzens (34) aufliegt und von radiai verlaufenden Rippen (44) einer Auflagefläche (40) gestützt ist, die oberhalb des den Auslaßstutzen umgebenden Ringraums (38) von diesem radial nach außen bis zum Rand des Ventilgehäuses (20) verläuft.

2. Kurbelgehäuseentlüftungsventil nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis zwischen der mit dem Druck der Ansauganlage beaufschlagten und der mit dem Druck des Kurbelgehäuses beaufschlagten Fläche der Membran (18)1 : -15 bis 1 :30 beträgt.

3. Kurbelgehäuseentlüfti'Pgsventil nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (40) am äußeren Rand e^;'e Ringnut (42) zum Einspannen der Membran aufweist.