DE29715080U1 - Membrangesteuertes Druckventil - Google Patents

Description

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Membrangesteuertes Druckventil

Beschreibung

Die Neuerung betrifft ein membrangesteuertes Druckventil, insbesondere zur Kraftstoff-Druckregelung für Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung, aufweisend ein aus einem Oberteil und einem Unterteil bestehendes Gehäuse mit einem Ventilsitz, einem Ventilverschluß, einer im Gehäuse angeordneten, einen Druckraum und einen Minderdruckraum begrenzenden elastischen Regelmembran, die über einen Stützteller mit dem Ventilverschluß verspannt ist, einer sich am Stützteller und am Boden des Gehäuseoberteils abstützenden Druckfeder und einem am Gehäuseoberteil angeordneten Entlüftungsstutzen, sowie einer Membranbruchsicherung.

Bei Verbrennungsmotoren mit Kraftstoffeinspritzung gelangt der Kraftstoff durch die Kraftstoffpumpe aus dem Kraftstofftank zu den Einspritzventilen, wobei ständig mehr Kraftstoff gefördert als eingespritzt wird. Der zuviel geförderte Kraftstoff wird in den Tank zurückgeführt. In diesem Kreislauf ist ein Druckregelventil vorgesehen, wodurch ein konstanter Druck an den Einspritzventilen gewährleistet werden soll. Diese Druckventile sind beispielsweise in der Fuelrail oder, integriert oder adaptiert, im Kraftstoffilter vorgesehen.

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Derartige Druckregelventile weisen ein Gehäuse auf, in welches zwischen den Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil in einem Bördelverband eine elastomere Membran festgespannt ist.

In der Regel sind die einen Druckregler aufweisenden Maschinen, Motoren und Aggregate während ihres Betriebes hohen Vibrationen und Belastungen ausgesetzt. Diese bewirken häufig eine Beschädigung oder gar den Bruch der Regelmembran. Dabei tritt der durch den Aufnahmestutzen bzw. Kraftstoff-Eintrittsstutzen zugeführte Kraftstoff über den leck gewordenen Bereich der Regelmembran in den Minderdruckraum und aus dem Minderdruckraum des Regelventils nach außen und gelangt in die umgebende Atmosphäre. Daher weisen manche Druckventile hinter dem atmosphärischen Entlüftungsstutzen ein separates Ventilgehäuse auf, in dem ein Membrandbruch-Sicherungsventil angeordnet ist. Beim Bersten der Regelmembran gelangt der Kraftstoff unter Pumpendruck in das separate Ventilgehäuse und verschließt über einen federgestützten Kolben mit Ventil und Elastomerdichtsitz den Durchgang zur Atmosphäre. Ein solches bekanntes Membranbruch-Sicherungsventil hat den Nachteil, daß es auf geringe, drucklose Leckage nicht reagiert und damit Kraftstoff in die das Druckventil umgebende Atmosphäre gelangt. Dadurch entsteht im heißen Motorraum Brandgefahr. Darüber hinaus ist ein derartiges Membrandbruch-Sicherungsventil funktionell unsicher, technisch aufwendig und teuer.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches beim Bruch der Regelmembran oder geringen Undichtigkeiten des Membranmaterials den Austritt von Kraftstoff in die umgebende Atmosphäre verhindert und dabei erheblich wirtschaftlicher

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herzustellen ist, wobei sich die Membranbruchsicherung ohne großen Aufwand in Druckventile bzw. Membrandruckaggregate integrieren oder an diese adaptieren läßt.

Neuerungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Membranbruchsicherung als elastische Trennwand ausgebildet ist, welche bei Beschädigung der Regelmembran den Minderdruckraum des Druckventils gegenüber der Atmosphäre absperrt. Hierbei teilt die Membranbruchsicherung den Minderdruckraum des Gehäuses in einen zur Atmosphäre abgeschlossenen Sicherungsdruckraum und einen zur Atmosphäre offenen Minderdruckraum auf. Dadurch wird verhindert, daß bei einer Beschädigung der Regelmembran des Druckventils Kraftstoff in die Atmosphäre gelangen kann. Die Brandgefahr durch aus dem Druckventil austretenden Kraftstoff wird somit verhindert.

Nach einer ersten Weiterbildung der Neuerung besteht die elastische Trennwand aus einem Wellbalg, der durch einen Verschlußboden gegenüber der Atmosphäre verschlossen ist. Bei schlagartigem Bruch der Regelmembran des Druckventils wird der Wellbalg der Membranbruchsicherung durch den unter Pumpendruck stehenden Kraftstoff axial zur Längsachse des Wellbalges zusammengezogen. Die nun aufeinander liegenden Flanken des Wellbalges schützen sich dadurch selbst gegen Bruch oder Beschädigung. Der Verschlußboden des Wellbalges verschließt im zusammengeschobenen Zustand den Entlüftungstutzen innenseitig am Boden des Gehäuseoberteils.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Neuerung besteht die elastische Trennwand aus einer Rollmembran, die ebenfalls durch einen Verschlußboden gegenüber der Atmosphäre verschlossen ist. Auch die als Rollmembran ausgebildete Mem-

branbruchsicherung wird durch den unter Pumpendruck stehenden Kraftstoff axial verschoben und gegen den der Rollmembranform angepaßten Boden des Gehäuseoberteils gedrückt. Die Rollmembran wird dadurch abgestützt und verschließt mit ihrem Verschlußboden innenseitig die Öffnung des Entlüftungstutzens des Druckventils.

Gemäß einer noch anderen Weiterbildung der Neuerung besteht die elastische Trennwand aus einem Trennsack, der gleichfalls durch einen Verschlußboden gegenüber der Atmosphäre verschlossen ist. Beim Bruch der Regelmembran wird der quasi zylindrische Trennsack durch den Pumpendruck des Kraftstoffes in radialer Richtung flach zusammengedrückt, wobei sich die Flächen des Trennsackes gegeneinander abstützen und somit die innenseitige Öffnung des Entlüftungsstutzens des Druckventils verschließt. Infolge des Bruches oder einer Beschädigung der Regelmembran wird durch die Kollabierung der Membranbruchsicherung sofort Druckgleichheit, und zwar druckraumseitig und minderdruckraumseitig zur Regelmembran hergestellt. Dadurch ist das Druckventil ohne Funktion. Dabei werden der Ventilsitz und der Ventilverschluß gleichzeitig mit dem Entlüftungstutzen des Druckventils verschlossen, wobei nun an den Einspritzventilen der volle Kraftstoff-Pumpendruck anliegt.

Bei minimal durchlässiger Regelmembran gelangt der Kraftstoff langsam in den durch die Membranbruchsicherung verschlossenen Minderdruckraum bzw. Sicherungsdruckraum. Zunächst gleicht die elastische Trennwand diese Volumenzuname des Minderdruckraumes bzw. Sicherungsdruckraum aus. Dann füllt der Kraftstoff den Minderdruckraum im Gehäuseoberteil voll aus, so daß im Gehäuse beiderseits der Regelmembran der gleiche Druck herrscht, so daß das Druckventil ohne

Funktion ist. Auch hierbei sind Ventilsitz und der Ventilverschluß durch die Kraft der Druckfeder verschlossen, während gleichzeitig der Entlüftungsstutzen des Druckventils verschlossen wird und an den Einspritzventilen der volle Kraftstoff-Pumpendruck ansteht.

Die neuerungsgemäßen Druckventile verhindern vorteilhaft zwar den Austritt von Kraftstoff in die Atmosphäre, bewirken andererseits aber auch den Anstieg des Druckes an den Einspritzventilen auf den vollen Druck der Kraftstoffpumpe und damit nachteilige Folgen auf die Kraftstoff-Luft-Gemischbildung und den Katalysator.

Nach einer Fortbildung der Neuerung weist die elastische Trennwand an ihrer Einspannseite einen Dichtwulst auf. Besonders wirtschaftlich ist Anordnung dieser Membranbruchsicherung im minderdruckseitigen Gehäuseoberteil des Druckventil angeordnet, wobei ein separates Gehäuse entfällt. Dabei ist die elastische Trennwand in axialer Richtung des Gehäuses beweglich ausgebildet. Zweckmäßigerweise preßt die sich einerseits am Stützteller abstützende Druckfeder über einen Federteller den Dichtwulst der Membranbruchsicherung gegen den Boden des Gehäuseoberteils in abdichtender Weise an. Noch einfacher und wirtschaftlicher ist eine Einknüpfung der Membranbruchsicherung am Entlüftungstutzen im Gehäuseoberteil, wobei die Abdichtung durch die elastische Vorspannung des Dichtwulstes und den anliegenden Kraftstoff-Pumpendruck bewirkt wird. Hierbei ist bevorzugt der Dichtwulst in einer im inneren des Gehäuseoberteils, konzentrisch den Entlüftungsstutzen umgebenden Ringnut angeordnet, wobei der Entlüftungsstutzen die Druckfeder im Minderdruckraum zentriert.

Alternativ dazu ist die Membranbruchsicherung in einem separaten Gehäuse angeordnet, welches an das Gehäuses des Druckventils adaptiert ist. Somit kann die Membranbruchsicherung in einer zweiteiligen separaten Gehäuseeinheit untergebracht werden. In diesem Fall wird die Verklemmung der elastischen Trennwand zwischen den beiden Gehäusehälften durch Verbördeln, Verschrauben oder Einknüpfen bewirkt. Zur Adaption ist das die Membranbruchsicherung aufnehmende separate Gehäuse über einen Verbindungstutzen mit dem Entlüftungstutzen des Gehäuses des Druckventils verbunden. Schließlich kann die Membranbruchsicherung zwischen dem Gehäuseoberteil und einem darauf anbringbaren Deckel angeordnet und in das Gehäuse des Druckventils integriert sein. Gegebenenfalls ist der die Membranbruchsicherung einschließende Bereich des Gehäuseoberteils und des Deckels mit einer axialen und/oder radialen Erweiterung versehen, um einen größeren Kompensationsinnenraum im Gehäuseoberteil zu schaffen.

In vorteilhaften Ausbildung der Neuerung besteht die elastische Trennwand aus einem kraftstoffbeständigen Elastomer- oder Thermoplastmaterial, beispielsweise auf Fluorbasis .

Nach einer weiteren Ausbildung der Neuerung ist eine im Druckventilgehäuse angeordnete zusätzliche Sicherheitsmembran vorgesehen, die mit der am Stützteller befestigten Membranbruchsicherung in Wirkverbindung steht. Diese ergibt zusammen mit der Regelmembran ein Doppelmembransystem im Druckventil, welches bewirkt, daß sich beim Bruch der Regelmembran der Kraftstoff-Pumpendruck auf einen wählbaren Druck einstellt, der gleich, höher oder tiefer sein kann. Dieses Doppelmembransystem kann zur Auslösung eines Aus-

fallsignals genutzt werden, ohne daß die betriebliche Funktion des Druckventils beeinträchtigt wird. Zweckmäßigerweise ist die Sicherheitsmembran durch ein Distanzring bzw. einen Zwischenring zur Regelmembran beabstandet und bildet einen Minderdruckraum. Dabei können die beiden Membranen gleiche oder unterschiedliche Wirkdurchmesser aufweisen. Der zwischen der Sicherheitsmembran und der Regelmembran gebildete Minderdruckraum ist über darin ausgebildete axial und radial verlaufende Kanäle mit dem Innenraum der als Membranbruchsicherung ausgebildeten elastischen Trennwand verbunden. Des weiteren preßt die sich einerseits am Boden des Gehäuseoberteils abstützende Druckfeder die elastische Trennwand mit ihrem Dichtwulst unter Einschließung einer Federabstützung bzw. eines Federtellers in abdichtender Weise gegen den Stützteller an. Darüber hinaus ist die Federabstützung topfförmig, die elastische Trennwand und den Dichtwulst zentrisch überdeckend ausgebildet, wobei die topfförmige Federabstützung von der Druckfeder umgeben ist. Schließlich weist die topfförmige Federabstützung eine Belüftungsöffnung auf.

Während die Regelmembran den Druckraum vom quasi drucklosen inneren Druckraum trennt, teilt die Sicherheitsmembran den inneren Minderdruckraum vom atmosphärischen Minderdruckraum ab. Hierbei ist der innere Minderdruckraum über die axial bzw. radial verlaufenden Kanäle mit dem Innenraum beispielsweise des Wellbalges verbunden. Über die Belüftungsöffnung ist der Minderdruckraum im Gehäuseoberteil mit dem Innenraum der topfförmigen Federabstützung und über den Entlüftungsstutzen des Druckventils mit der Atmosphäre verbunden. Dabei ist der Innenraum der topfförmigen Federabstützung durch die Membranbruchsicherung vom Innenraum der elastischen Trennwand abgetrennt. Der Innenraum der vor-

zugsweise wellbalgförmigen Trennwand, der mit dem Minderdruckraum zwischen Regelmembran und Sicherheitsmembran verbunden ist, gleicht seine vom atmosphärischen Druck und der Temperatur abhängige Volumenveränderung durch axiale Wellbalgbewegung aus, die durch die topfförmige Federabstützung geführt und durch deren Belüftungsöffnung begrenzt wird.

Beim Bruch der Regelmembran gelangt der Kraftstoff in den inneren Minderdruckraum zwischen Regelmembran und Sicherheitsmembran und über die axialen und radialen Kanäle in den Innenraum des Wellbalges. Der nun hier anliegende Kraftstoff-Pumpendruck drückt auf die Sicherheitsmembran und bewegt den Verschlußboden des Wellbalges nach oben, wobei dieser in der Endlage die Belüftungsöffnung der Federabstützung verschließt. Dadurch ist die Sicherheitsmembran zur Ersatzregelmembran geworden, die je nach Auslegung, bei gleichem, größerem oder kleinerem Regeldruck arbeitet. Dadurch wird verhindert, daß der ungeregelte, hohe Kraftstoff druck die Einspritzventile beaufschlagt. Die Beaufschlagung der Sicherheitsmembran durch den Kraftstoff-Pumpendruck nach dem Bruch der Regelmembran kann zur Auslösung eines Ausfallsignals genutzt werden, ohne daß die Funktion der Verbrennungskraftmaschine negativ beeinflußt wird.

Schließlich weist nach einer weiteren Ausbildung der Neuerung der Dichtwulst eine innere umlaufende Ringnut auf, die in einen inneren Fortsatz des Entlüftungsstutzens mit korrespondierender Nut eingeknüpft ist.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombina-

tionen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Neuerung zu verlassen.

Der der Neuerung zugrunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines neuerungsgemäßen membrangesteuerten Druckventils mit integrierter Membranbruchsicherung in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer in Fig. 1 gezeigten Membranbruchsicherung zur Adaption an eine Druckventil,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht eines Druckventils mit einer adaptierten Membranbruchsicherung nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Teilschnittansicht eines Druckventils nach Fig. 1 in einer modifizierten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Teilschnittansicht eines Druckventils nach Fig. 1 in einer weiteren modifizierten Ausführungsform,

Fig. 6 eine Teilschnittansicht eines membrangesteuerten Druckventils mit integrierter Membranbruchsicherung in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 7 eine Schnittansicht einer in Fig. 6 gezeigten Membranbruchsicherung zur Adaption an ein Druckventil,

&iacgr;&ogr;

Fig. 8 eine Teilschnittansicht eines Druckventils mit einer adaptierten Membranbruchsicherung nach Fig. I₁

Fig. 9 eine Teilschnittansicht eines Druckventils nach Fig. 6 in einer modifizierten Ausführungsform und

Fig. 10 bis 13 verschiedenen Schnittdarstellungen von Membranbruchsicherungen zur Verwendung in einem neuerungsgemäßen membrangesteuerten Druckventil nach den Fig. 1 bis 9.

In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen zu den Fig. 1 bis 13 werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet, ohne daß diese mehrfach beschrieben werden.

Ein Druckventil 1 zur Regelung des Ausgangsdruckes einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe eines mit Kraftstoffeinspritzung arbeitenden Motors ist nach Fig. 1 mit einer integrierten Membranbruchsicherung 2 in Form eines Wellbalges 3 mit Verschlußboden 4 und Dichtwulst 5 kombiniert. Das Gehäuse des Druckventils 1 besteht aus einem Gehäuseoberteil 6 und einem Gehäuseunterteil 7 mit einer zwischen diesen durch Bördeln festgeklemmten Regelmembran 8. Diese unterteilt das Gehäuse in einen kraftstoffführenden Druckraum 9 und einen Minderdruckraum 10. Die Regelmembran 8 ist minderdruckseitig mit einem Stützteller 11 und druckseitig mit einem Ventilverschluß 12 verspannt. Am unteren Ende des Gehäuseunterteils 7 ist ein Kraftstoff-Rücklaufstutzen 13 angeordnet, der im Inneren des Gehäuses in einen Ventilsitz 14 übergeht, der durch den Ventilverschluß 12 verschließbar ist. Am oberen Boden 19 des Gehäuseoberteils 6 ist ein Entlüftungstutzen 15 mit einer innenseitigen Öffnung 16 ausge-

bildet. An der zylindrischen Wandung des Gehäuseunterteils 7 ist der Kraftstoff-Zuführstutzen 56 angeordnet.

Der Minderdruckraum 10 weist eine Druckfeder 17 auf, die sich einerseits am Stützteller 11 und andererseits über einen Federteller 18 am oberen Boden 19 des Gehäuseoberteils 6 abstützt. Der Federteller 18 geht an seinem Außendurchmesser einstückig in eine zylindrische Führung 20 über. Am Innenumfang des Federtellers 18 ist eine Sicke 21 angeformt, die innenseitig die Druckfeder 17 zentriert und außenseitig den Dichtwulst 5 des Wellbalges 3 an den Boden des Gehäuseoberteils 6 preßt.

Bei der Druckeinstellung des Druckventils 1 unter Raumtemperatur herrscht Druckgleichheit zwischen dem Minderdruckraum 10 und der umgebenden Atmosphäre. Etwa durch Temperaturunterschiede entstehende Druckdifferenzen zwischen Minderdruckraum 10 und Atmosphäre gleicht der Wellbalg 3 durch entsprechende axiale Volumenänderungen des Minderdruckraumes 10 aus. Damit ist die Funktion des Druckventils 1 trotz des abgetrennten Minderdruckraumes 10 gewährleistet.

In Fig. 2 ist eine an ein Druckventil 1 adaptierbare separate Membranbruchsicherung 2 vorgesehen, die in einem aus einem Gehäuseoberteil 22 und einem Gehäuseunterteil 23 bestehenden Sicherungsgehäuse untergebracht ist. Die Membranbruchsicherung 2 weist als elastische Trennwand einen Wellbalg 3 mit einem Verschlußboden 4 und einem Dichtwulst 5 auf, der zwischen dem Gehäuseoberteil 22 und dem Gehäuseunterteil 23 durch Bördeln dicht festgeklemmt ist. Dadurch wird das Sicherungsgehäuse in einen Sicherungsdruckraum 24 und einen atmosphärischen Minderdruckraum 25 aufgeteilt. Die Membranbruchsicherung 2 wird oberhalb eines zu schüt-

zenden Druckventils 1 über einem Verbindungsstutzen positioniert.

Wird die Membranbruchsicherung 2 in der in Fig. 2 dargestellten Ausbildung mit einem Druckventil 1 gemäß Fig. 3 verbunden, gelangt der Verbindungs- bzw. Befestigungsstutzen 26 bzw. 48 des Gehäuseunterteils 23 über geeignete Abdichtmittel, beispielsweise O-Ringe 51, in Eingriff mit dem Entlüftungstutzen 15 bzw. der Stutzenaufnahme 50 am Gehäuseoberteil 6 des Druckventils 1. Dadurch ist der innere Sicherungsdruckraum 24 im an das Druckventil 1 adaptierten Sicherungsgehäuse, welches die Membranbruchsicherung 2 aufnimmt, mit dem Minderdruckraum 10 des Druckventils 1 unmittelbar verbunden. Der atmosphärische Minderdruckraum 25 im Inneren des Wellbalges 3 ist über den Entlüftungsstutzen am Gehäuseoberteil 22 des Sicherungsgehäuses mit der umgebenden Atmosphäre verbunden. Der in einer mittleren Hublage dargestellte Wellbalg 3 kompensiert durch axiale Volumenänderungen etwa von Temperaturunterschieden oder atmosphärischen Druckschwankungen ausgelöste Regeldruckschwankungen.

Beim Bruch der Regelmembran 8 des Druckventils 1 gelangt Kraftstoff unter Pumpendruck in den Minderdruckraum 10 und von dort über den Verbindungs- bzw. Befestigungsstutzen 26 bzw. 48 in den Sicherungsdruckraum 24. Damit ist die Druckventilfunktion ausgefallen. Der Kraftstoff-Pumpendruck im Sicherungsdruckraum 24 drückt über den Verschlußboden 4 den Wellbalg 3 zusammen und verschließt die innenseitige Öffnung 16 des oberen Entlüftungsstutzen 15 am Gehäuseoberteil 22 des Sicherungsgehäuses.

Das in Fig. 4 dargestellte Druckventil 1 weist ein verlängertes Gehäuseoberteil 6 auf. Die Notwendigkeit einer solchen Verlängerung ergibt sich dadurch, daß das Volumen im

Minderdruckraum 10 durch die Membranbruchsicherung 2 bei normaler Länge des Gehäuseoberteils 6 nicht ausreichend Druck bzw. Temperatur kompensieren kann. Die Verlängerung des Gehäuseoberteils 6 erlaubt den Einbau einer längeren Membranbruchsicherung 2 mit höherem Kompensationsvolumen. Gleichzeitig ergibt sich daraus auch eine Verlängerung der zylindrischen Führung 20 des Federtellers 18. Um das Kompensationsvolumen und damit die axiale Verlängerung des Gehäuseoberteils 6 möglichst gering zu halten, ist das Luftvolumen im Gehäuseoberteil 6 möglichst gering gehalten. Dadurch wird z.B. auch durch die Führung 20 totes Volumen durch Festvolumen ausgefüllt.

Das Druckventil 1 nach Fig. 5 ist mit einer Doppelmembran-Membranbruchsicherung ausgestattet _r wobei die eine Membran durch die Regelmembran 8 und die andere Membran durch eine Sicherheitsmembran 28 gebildet wird. Diese Doppelmembran-Membranbruchsicherung verhindert beim Bruch der Regelmembran 8 außer dem Eintritt von Kraftstoff in die Atmosphäre auch den Anstieg des Kraftstoff-Pumpendruckes an den Einspritzventilen. Zwischen dem Gehäuseoberteil 6 und dem Gehäuseunterteil 7 ist die durch einen dazwischen liegenden Distanzring 29 beabstandete Regelmembran 8 und die Sicherheitsmembran 28 durch Bördeln festgeklemmt. Die Regelmembran 8 und die Sicherheitsmembran 28 teilen das Gehäuse in den Kraftstoff führenden Druckraum 9, einen quasi drucklosen inneren Minderdruckraum 30 und den atmosphärischen Minderdruckraum 31, wobei die Regelmembran 8 und die Sicherheitsmembran 28 in ihrem Zentrum über einen als Membranteller 32 ausgebildeten Ventilverschluß 12 mit einem zylindrischen Teilstück 33, einem Zwischentellering 34 und dem Stützteller 11 verspannt sind. Das Verhältnis der Wirkflächen der Regelmembran 8 und der Sicherheitsmembran 28 zu-

einander bestimmt, ob beim Bruch der Regelmembran 8 der Regeldruck anschließend kleiner, größer oder gleich ist.

Weiterhin weist der atmosphärische Minderdruckraum 31 eine Druckfeder 17 auf, die sich einerseits am oberen Boden 19 des Gehäuseoberteils 6 und andererseits über eine topfartige Federabstützung 35 auf dem Stützteller 11 abstützt. Die topfartige Federabstützung 35 ist derart ausgeformt, daß sie sich selbst außenseitig im Stützteller 11 zentriert, die Druckfeder 17 sich an der Außenwand der topfförmigen Federabstützung 35 zentriert und innenseitig den Dichtwulst 5 der Membranbruchsicherung 2 an den Stützteller 11 dicht anpreßt. Im oberen Boden 36 der Federabstützung35 befindet sich eine Belüftungsöffnung 37, die einen Raum 38, gebildet durch den Innenraum der topfförmigen Federabstützung 35 abzüglich des Volumens der Membranbruchsicherung 2, mit dem atmosphärischen Minderdruckraum 31 verbindet. Der Balginnenraum 39 der als Wellbalg 3 ausgebildeten Membranbruchsicherung 2 ist über einen axialen Kanal 40 und einen radialen Kanal 41 im Zwischentellerring 34 und im zylindrischen Teilstück 33 mit dem inneren Minderdruckraum 30 verbunden.

Die Einstellung des Druckventils 1 geschieht durch axiales Andrücken der Druckfeder 17 an den Boden 19 des Gehäuseoberteils 6, d.h. durch Veränderung der Federlänge der Druckfeder 17.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 6 bis 9 ist an Stelle eines Wellbalges eine Rollmembran 42 als Membranbruchsicherung 2 verwendet worden. Fig. 6 zeigt ein Druckventil 1 mit integrierter Membranbruchsicherung 2 in Form einer Rollmembran 42 mit einem Verschlußboden 43 und einem Dichtwulst 5, der in einer am Boden 19 des Gehäuseoberteils

6 ausgebildeten Ringnut 44 und der Sicke 21 des Federtellers 18 gelagert ist. Beim Bruch der Regelmembran 8 gelangt Kraftstoff unter Pumpendruck in den Minderdruckraum 10 und verhindert die Funktion des Druckventils 1. Die Rollmembran

42 wird gegen den Boden 19 des Gehäuseoberteils 6 gedrückt und verschließt die innenseitige Öffnung 16 des Entlüftungsstutzens 15. Ein unterhalb der Rollmembran 42 im Minderdruckraum 10 angeordneter Volumenkörper 45 vermindert das zu kompensierende Volumen des Minderdruckraumes 10.

Fig. 7 zeigt eine Membranbruchsicherung 2 ähnlich der in Fig. 2, die zur Adaption an ein Druckventil 1 vorgesehen ist, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Die Membranbruchsicherung 2 ist in einem aus einem Gehäuseoberteil 22 und einem Gehäuseunterteil 23 bestehenden Sicherungsgehäuse untergebracht. Die Membranbruchsicherung 2 weist als elastische Trennwand eine Rollmembran 42 mit einem Verschlußboden

43 und einem Dichtwulst 46 auf, der zwischen dem Gehäuseoberteil 22 und dem Gehäuseunterteil 23 durch einen Bördelring 47 dicht festgeklemmt ist. Dadurch wird das Sicherungsgehäuse in den Sicherungsdruckraum 24 und den atmosphärischen Minderdruckraum 25 aufgeteilt. Die Membrandrucksicherung 2 wird oberhalb zu schützenden Druckventils 1 über dem Verbindungsstutzen 26 positioniert. Der Sicherungsdruckraum 2 4 ist dadurch mit dem Minderdruckraum 10 des Druckventils 1 direkt verbunden. Der atmosphärische Minderdruckraum 25 oberhalb der Rollmembran 42 ist über den Entlüftungstutzen 15 mit der Atmosphäre verbunden. Die in einer mittleren Hublage hergestellte Rollmembran 42 kompensiert durch axiale Volumenveränderung des Sicherungsdruckraumes 24 etwa durch atmosphärendruck- bzw. temperaturabhängige Volumenveränderungen ausgelöste Regeldruckschwankungen.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist ein Befestigungstutzen 48, der dem Verbindungsstutzen 26 nach Fig. 7 entspricht, mit einer Durchgangsbohrung 49 vorgesehen, der in die Stutzenaufnahme 50, der dem Entlüftungsstutzen 15 nach Fig. 6 entspricht, im Boden 19 des Gehäuseoberteils 6 hineinragt. Diese Verbindung von Minderdruckraum 10 im Druckventil 1 und Sicherungsdruckraum 24 zwischen Gehäuseunterteil 23 und Rollmembran 42 wird durch eine O-Ring 51 gegen die Atmosphäre abgedichtet und durch eine Sicherungsfeder 52 in einer Nut 53 des Befestigungsstutzens 48 sowie eine dazu korrespondierenden Nut in der Stutzenaufnahme 50 zueinander fixiert.

Das Druckventil 1 gem. Fig. 9 ist ähnlich dem gemäß Fig. Hierbei ist das Gehäuseoberteil 6 mit einem Gehäusedeckel 54 versehen, der mit dem Gehäuseoberteil 6 durch Bördeln zusammengespannt ist, wobei zwischen dem Gehäuseoberteil 6 und dem Gehäusedeckel 54 die Membranbruchsicherung 2 als Rollmembran 42 mit ihrem Dichtwulst 5 eingeklemmt ist. Die Notwendigkeit einer solchen Anordnung ergibt sich, wenn das minderdruckseitige, abgeschlossene Minderdruckvolumen im Minderdruckraum 10 durch die Rollmembran 42 beim Einbau innerhalb der Druckfeder 17 nicht ausreichend druck- bzw. temperaturkompensiert werden kann. Eine Verlängerung und/oder Verbreiterung zumindest des oberen Bereichs des Gehäuseoberteils 6 erlaubt den Einbau einer größeren Rollmembran 42 mit entsprechend größerem Kompensationsvolumen. Die innere Oberfläche des Gehäusedeckels 54 mit ihrer Kugelform dient der Abstützung der Rollmembran 42 beim Bruch der Regelmembran 8, wobei der Verschlußboden 43 die innenseitige Öffnung 16 des Entlüftungsstutzens 15 verschließt.

Die Fig. 10 und 11 zeigen jeweils eine Membranbruchsicherung 2, die als Wellbalg 3 ausgebildet sind. Der Balginnenraum 39 ist an einer Stirnseite durch einen Verschlußboden 4 verschlossen. Die Außenkonturen der einzelnen Kompartments des Wellbalges 3 können spitz zulaufend, wie in Fig.

10 gezeigt, oder abgerundet, wie in Fig. 11 gezeigt, ausgebildet sein. An ihrem jeweiligen oberen Ende geht der Wellbalg 3 in einen Dichtwulst 5 über. Dieser ist, wie aus Fig.

11 ersichtlich, in abdichtender Weise mit dem Boden 19 eines nicht näher dargestellten Gehäuses verspannt, wobei die Abdichtung des Dichtwulstes 5 durch Einknüpfen unter elastischer Vorspannung und dem anliegenden Pumpendruck bewirkt wird. Dabei weist der Dichtwulst 5 eine innere umlaufende Ringnut 57 auf, die in einen inneren Fortsatz 58 des Entlüftungsstutzens 15 mit korrespondierender Nut 59 eingeknüpft ist.

Fig. 12 zeigt eine Membranbruchsicherung 2 in einer vergrößerten Darstellung mit einem Dichtwulst 5, wie sie in den Fig. 7 bis 9 Anwendung findet.

Schließlich zeigt Fig. 13 eine Membranbruchsicherung 2, die als Trennsack 55 aus einem elastomeren Material ausgebildet ist, der ebenfalls einen Dichtwulst 5 aufweist und an seiner Unterseite durch einen Verschlußboden 4 verschlossen ist. Selbstverständlich sind der Wellbalg 3, die Rollmembran 42 und der Trennsack 55 jeweils in analoger Weise als Membranbruchsicherung 2 in den vor beschriebenen Ausführungsbeispielen der Druckventile 1 einsetzbar.

Liste der Bezugszeichen

1	Druckventil	31	Minderdruckraum
2	Membranbruchsicherung	32	Membranteller
3	Wellbalg	33	Teilstück
4	Verschlußboden	34	Zwischentel!erring
5	Dichtwulst	35	Federabstutzung
6	Gehäuseoberteil	36	Boden
7	Gehäuseunterteil	37	Belüftungsöffnung
8	Regelmembran	38	Raum
9	Druckraum	39	Balginnenraum
10	Minderdruckraum	40	axialer Kanal
11	Stützteller	41	radialer Kanal
12	VentilVerschluß	42	Rollmembran
13	Rücklaufstutzen	43	Verschlußboden
14	Ventilsitz	44	Ringnut
15	Entlüftungstutzen	45	Volumenkörper
16	innenseitige Öffnung	46	Dichtwulst
17	Druckfeder	47	Bördelring
18	Federteller	48	Befestigungstutzen
19	Boden	49	Durchgangsbohrung
20	Führung	50	Stutzenaufnahme
21	Sicke	51	O-Ring
22	Gehäuseoberteil	52	Sicherungsfeder
23	Gehäuseunterteil	53	Nut
24	Sicherungsdruckraum	54	Gehäusedeckel
25	Minderdruckraum	55	Trennsack
26	Verbindungsstutzen	56	Zulaufstutzen
28	Sicherheitsmembran	57	Ringnut
29	Distanzring	58	Fortsatz
30	Minderdruckraum	59	Nut

Claims (21)

• · 19 Schutzansprüche

1. Membrangesteuertes Druckventil, insbesondere zur Kraftstoffdruckregelung von Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung, aufweisend ein aus einem Oberteil (6) und einem Unterteil (7) bestehendes Gehäuse mit einem Ventilsitz (14), einem Ventilverschluß (12), einer im Gehäuse angeordneten, einen Druckraum

(9) und einen Minderdruckraum (10) begrenzenden elastischen Regelmembran (8), die über einen Stützteller (11) mit dem Ventilverschluß (12) verspannt ist, einer sich am Stützteller (11) und am Boden (19) des Gehäuseoberteils (6) abstützenden Druckfeder (17) und einem am Gehäuseoberteil (6) angeordneten Entlüftungsstutzen (15), sowie einer Membranbruchsicherung (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Membranbruchsicherung (2) als elastische Trennwand (3,42,55) ausgebildet ist, welche bei Beschädigung der Regelmembran (8) den Minderdruckraum (10) des Druckventils (1) gegenüber der Atmosphäre absperrt.

2. Druckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Membranbruchsicherung (2) den Minderdruckraum

(10) des Gehäuses (6,7) in einen zur Atmosphäre abgeschlossenen Sicherungsdruckraum (10 bzw. 24) und einen zur Atmosphäre offenen Minderdruckraum (25)aufteilt.

3. Druckventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Trennwand aus einem Wellbalg (3) besteht, der durch einen Verschlußboden (4) gegenüber der Atmosphäre verschlossen ist.

4. Druckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Trennwand aus einer Rollmembran {42) besteht, die durch einen Verschlußboden (43) Gegenüber der Atmosphäre verschlossen ist.

5. Druckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Trennwand aus einem Trennsack (55) besteht, der durch einen Verschlußboden (4) gegenüber der Atmosphäre verschlossen ist.

6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Trennwand (3,42,55) an ihrer Einspannseite einen Dichtwulst (5,46) aufweist und im Gehäuse ( 6,7;22,33;54) befestigt ist.

7. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Trennwand (3,42) in axialer Richtung des Gehäuses ( 6,7;22,33;54) beweglich ausgebildet ist.

8. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sich einerseits am Stützteller

(11) abstützende Druckfeder (17) über einen Federteller (18) den Dichtwulst (5) der Membranbruchsicherung

(2) gegen den Boden (19) des Gehäuseoberteil (6) in abdichtender Weise anpreßt.

9. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtwulst (5) in einer im Inneren des Gehäuseoberteils (6), konzentrisch den Entlüftungsstutzen (15) umgebenden Ringnut (44) angeord-

net ist, wobei der Entlüftungstutzen (15) die Druckfeder (17) im Minderdruckraum (10) zentriert.

10. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranbruchsicherung (2) in einem separaten Gehäuse (22,23) angeordnet ist, welches an das Gehäuse (6,7) des Druckventils (1) adaptiert ist.

11. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das die Membranbruchsicherung (2) aufnehmende separate Gehäuse (22,23) über einen Verbindungsstutzen (25) mit dem Entlüftungsstutzen (15) des Gehäuses (6,7) des Druckventils (1) verbunden ist.

12. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranbruchsicherung (2) zwischen dem Gehäuseoberteil (6) und einem darauf anbringbaren Deckel (54) angeordnet und in das Gehäuse (6,7) des Druckventils (1) integriert ist.

13. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der die Membranbruchsicherung einschließende Bereich des Gehäuseoberteils (6) und des Deckels (54) mit einer axialen und/oder radialen Erweiterung versehen ist.

14. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Trennwand (3,42,55) aus einem kraftstoffbeständigen Elastomer- oder Thermoplastmaterial besteht.

15. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Gehäuse (6,7) angeordnete Sicherheitsmembran (28) vorgesehen ist, die mit der am Stützteller (11) befestigten Membranbruchsicherung (2) in Wirkverbindung steht.

16. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsmembran (28) durch einen Distanzring (29) bzw. einen Zwischenring (34)
zur Regelmembran (8) beabstandet ist und einen Minderdruckraum (31) bildet.

17. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Sicherheitsmembran
(8) und der Regelmembran (8) gebildete Minderdruckraum
(31) über darin ausgebildete axial oder radial verlaufende Kanäle (40,41) mit dem Innenraum (39) der als Membranbruchsicherung (2) ausgebildeten elastischen
Trennwand (3,42,55) verbunden ist.

18. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die sich einerseits am Boden (19)
des Gehäuseoberteils (6) abstützende Druckfeder (17)
die elastische Trennwand (3,42,55) mit ihrem Dichtwulst
(5) unter Einschließung einer Federabstützung
(35) bzw. eines Federtellers (18) in abdichtender Weise gegen den Stützteller (11) anpreßt.

19. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Federabstützung(35) topfförmig die elastische Trennwand (3,42,55) und den Dichtwulst (5) zentrisch überdeckend ausgebildet ist, wobei die

topfförmige Federabstützung (35) von der Druckfeder (17) umgeben ist.

20. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die topfförmige Federabstützung (35) eine Belüftungsöffnung (37) aufweist.

21. Druckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtwulst (5) eine innere umlaufende Ringnut (57) aufweist, die in einen inneren Fortsatz (58) des Entlüftungsstutzens (15) mit korrespondierender Nut (59) eingeknüpft ist.