DE4413322A1 - Entlüftungs-Druckregelventil für ein Brennkraftmaschinen-Kurbelgehäuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Entlüftungs-Druckregelventil für ein Brennkraftmaschinen-Kurbelgehäuse mit zwei durch eine Membran voneinander getrennten Kammern, von denen die erste über eine kleine Kammeröffnung mit der Umgebung und die zweite mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist, und wobei die Mündungsöffnung einer von der zweiten Kammer zum Brennkraftmaschinen-Ansaugtrakt führenden Saugleitung durch die Membran oder einen mit dieser verbundenen Ven­ tilkörper verschließbar ist. Zum Stand der Technik wird auf die EP 0 471 142 A2 verwiesen.

Zwar haben sich derartige Kurbelgehäuse-Entlüftungsven­ tile mit einer Membran grundsätzlich bewährt, jedoch kön­ nen Probleme auftreten, wenn die Membran reißt. Besonders rißgefährdet ist dabei der durch die dauernde Bewegung der Membran höchst beanspruchte Membranabschnitt, nämlich der als Wulst ausgebildete Ringabschnitt zwischen dem im Ventilgehäuse eingespannten Membranrand sowie dem zumeist zentralen Ventilabschnitt, der ggf. auch einen Ventilkör­ per trägt. Ein Riß der Membran hat jedoch zur Folge, daß die Mündungsöffnung der zum Brennkraftmaschinen-Ansaug­ trakt führenden Saugleitung bei hohem Unterdruck nicht mehr verschlossen wird, so daß im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine nicht nur ein unzulässig hoher Unter­ druck eingestellt wird, sondern zusätzlich Schmieröl aus dem Kurbelgehäuse über die zweite Kammer des Entlüftungs­ ventils in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine gelan­ gen kann. Über den Riß in der Membran bzw. über die mit der Umgebung verbundene erste Kammer kann dieser hohe bis in das Kurbelgehäuse hinein wirkende Unterdruck nicht ab­ gebaut werden, da die Kammeröffnung der ersten Kammer zur Umgebung hin bewußt klein gewählt wird, um einen hohen Dämpfungseffekt hinsichtlich der möglichen Membranbewe­ gungen durch diese Kammer zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer negative Auswirkungen auf die Brennkraftma­ schine bei einem Riß der in einem Kurbelgehäuse-Entlüf­ tungsventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgese­ henen Membran vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merk­ male der Ansprüche 1 oder 4 vorgesehen, vorteilhafte Wei­ terbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Die erste Kammer kann ein Notventil aufweisen, das diese Kammer dann über eine Ausgleichsöffnung, die größer ist als die stets offene kleine Kammeröffnung, mit der Umge­ bung verbindet, wenn in der Kammer ein gewisser Unter­ druck gegenüber der Umgebung vorliegt. Unterdruck bzw. meßbarer Unterdruck gegenüber der Umgebung herrscht in der ersten Kammer dann, wenn die Membran einen Riß auf­ weist und somit der im Brennkraftmaschinen-Ansaugtrakt herrschende Unterdruck bis in die erste Kammer hineinwir­ ken kann. Unter Einfluß dieses Unterdruckes wird nun ein weiteres Notventil geöffnet, das diese Kammer über eine größere Ausgleichsöffnung mit der Umgebung verbindet, so daß über diese Ausgleichsöffnungen Umgebungsluft über die erste Kammer sowie die gerissene Membran in die zweite Kammer gelangen kann. Da nun der im Brennkraftmaschinen- Ansaugtrakt herrschende Unterdruck innerhalb des aufgrund des Membranrisses nicht mehr schließenden Kurbelgehäuse- Entlüftungsventiles über die erste Kammer durch Umge­ bungsluft egalisiert wird, kann sich dieser Unterdruck nicht bis ins Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine fort­ pflanzen, so daß die oben beschriebenen negativen Folgen nicht eintreten.

Die erste Kammer kann aber auch durch einen Membranfort­ satz in eine Zentralkammer sowie eine Ringkammer unter­ teilt sein. Der im Bereich der zentral angeordneten Mün­ dungsöffnung der Saugleitung liegenden Zentralkammer ist die kleine Kammeröffnung zugeordnet, während die im Be­ reich des Wulst-Abschnittes der Membran liegende Ringkam­ mer über eine größere Ausgleichsöffnung mit der Umgebung verbunden ist. Bei einem Riß im Bereich des Wulst-Ab­ schnittes kann somit über die Ringkammer Umgebungsluft durch den Membranriß hindurch in die zweite Kammer des Entlüftungsventiles gelangen, wodurch der dort herrschende Unterdruck egalisiert und somit daran gehindert wird, sich bis ins Kurbelgehäuse fortzupflanzen. Hingegen bleibt bei intakter Membran diese größere Ausgleichsöff­ nung in der Ringkammer ohne Einfluß, da dann lediglich die im Saugleitungs-Mündungsbereich liegende Zentralkam­ mer wirksam wird, die lediglich die kleine Kammeröffnung aufweist. Bei intakter Membran kann sich somit der ge­ wünschte Dämpfungseffekt durch die erste Kammer bzw. Zen­ tralkammer einstellen.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand zweier bevor­ zugter Ausführungsbeispiele. Dabei zeigt

Fig. 1a ein erfindungsgemäßes Kurbelgehäuse-Entlüf­ tungsventil bei intakter Membran,

Fig. 1b dieses Ventil bei gerissener Membran, sowie

Fig. 2 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungs­ beispiel.

Das in einem Schnitt dargestellte Kurbelgehäuse-Entlüf­ tungsventil besitzt ein zweiteiliges Ventilgehäuse 1, zwischen dessen Gehäusehälften eine Membran 2 eingespannt ist. Diese Membran 2 unterteilt das Entlüftungsventil in zwei Kammern 3, 4. Die erste Kammer 3 ist über eine in der Wand 1a des Ventilgehäuses 1 vorgesehene kleine Kam­ meröffnung 5 mit der Umgebung verbunden, während die zweite Kammer 4 über eine nicht gezeigte Leitung mit dem ebenfalls nicht gezeigten Kurbelgehäuse einer Brennkraft­ maschine verbunden ist. Ferner mündet in der zweiten Kam­ mer 4 eine Saugleitung 6, die zum Ansaugtrakt der dieses Kurbelgehäuse-Entlüftungsventil aufweisenden Brennkraft­ maschine führt. Die Membran 2 trägt einen Ventilkörper 7 und wird durch ein Federelement 8 auf Abstand von der Mündungsöffnung 6′ der Saugleitung 6 gehalten, kann je­ doch bei entsprechendem Unterdruck in der zweiten Kammer 4 auch selbst bzw. mit ihrem Ventilkörper 7 an dieser Mündungsöffnung 6′ zum Anliegen kommen und somit die Mün­ dung der Saugleitung 6 in die Kammer 4 verschließen.

Da wie erläutert über die zweite Kammer 4 das Kurbelge­ häuse der Brennkraftmaschine mit deren Ansaugtrakt über die Saugleitung 6 verbunden werden kann, kann mit Hilfe dieses Kurbelgehäuse-Entlüftungsventiles im Kurbelgehäuse wie gewünscht ein definierter Unterdruck eingestellt wer­ den, wobei der aktuelle Umgebungsdruck über die erste Kammer 3 berücksichtigt wird. Diese Zusammenhänge sind jedoch allgemein bekannt. Probleme können auftreten, wenn die Membran 2 reißt, da dann die zweite Kammer 4 mit der ersten Kammer 3 direkt verbunden ist. In den Fig. 1b, 2 ist ein derartiger Riß unter der Bezugsziffer 9 darge­ stellt. Insbesondere treten derartige Risse in den mecha­ nisch beanspruchten Membran-Abschnitten auf, hierbei han­ delt es sich insbesondere um den als Wulst 2′ ausgebilde­ ten Ringabschnitt zwischen der Einspannstelle der Membran 2 im Ventilgehäuse 1 sowie dem zentral angeordneten Ventilkörper 7 der Membran 2.

Weist nun die Membran 2 einen Riß 9 auf, so wird aufgrund des in der zweiten Kammer 4 herrschenden Unterdruckes Luft aus der ersten Kammer 3 abgesaugt. Da diese erste Kammer 3 lediglich über eine kleine Kammeröffnung 5 mit der Umgebung verbunden ist, stellt sich auch in dieser ersten Kammer 3 ein Unterdruck ein. Dies ist eine Folge davon, daß über den Riß 9 ein größerer Luftmassenstrom in die zweite Kammer 4 sowie in die Saugleitung 5 abgesaugt wird, als über die kleine Kammeröffnung 5 in die erste Kammer 3 gelangen kann. Aufgrund dieses Unterdruckes auch in der ersten Kammer 3 kann nunmehr das Entlüftungsventil nicht mehr schließen, d. h. die Membran 2 bzw. der Ven­ tilkörper 7 können nicht mehr an der Mündungsöffnung 6′ der Saugleitung 6 zum Anliegen kommen. Dies bedeutet, daß sich der hohe, in der zweiten Kammer 4 herrschende Unter­ druck bis ins Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine fort­ pflanzen kann, so daß schlimmstenfalls sogar Schmieröl aus dem Kurbelgehäuse in den Ansaugtrakt der Brennkraft­ maschine abgesaugt wird.

Diese negative Folge wird beim Entlüftungsventil bzw. Druckregelventil nach den Fig. 1a, 1b durch ein in der ersten Kammer 3 vorgesehenes Notventil 10 vermieden. Die­ ses Notventil 10 ist als eine an der Kammerwand 1a be­ festigte und üblicherweise an der Kammerwand 1a anlie­ gende Schnappmembran ausgebildet, die die in der Kammer­ wand 1a vorhandenen Ausgleichsöffnungen 11 üblicherweise abdeckt. Diese Ausgleichsöffnungen 11 sind größer als die kleine Kammeröffnung 5, jedoch kann bei intakter Membran 2 über diese Ausgleichsöffnungen 11 keine Umgebungsluft in die erste Kammer 3 gelangen, da diese Ausgleichsöff­ nungen 11 durch das Notventil 10 dann verschlossen sind. Es ist nämlich erwünscht, daß im Normalbetrieb des Kur­ belgehäuse-Entlüftungsventiles die erste Kammer 3 le­ diglich über kleine Kammeröffnungen 5 mit der Umgebung verbunden ist, da hierdurch ein Dämpfungseffekt bezüglich einer Bewegung des Ventilkörpers 7 bzw. der Membran 2 er­ reicht wird.

Tritt nun - wie Fig. 1b zeigt - in der Membran 2 ein Riß auf, so stellt sich zunächst Unterdruck in der Kammer 3 ein, jedoch führt dieser Unterdruck dazu, daß das Notven­ til 10 die Ausgleichsöffnungen 11 freigibt. Nunmehr kann ein ausreichender Umgebungsluftstrom in die erste Kammer 3 gelangen, so daß es bei einem kleinen Riß 9 der Membran 2 sogar möglich ist, mit der Membran 2 selbst bzw. mit ihrem Ventilkörper 7 die Mündungsöffnung 6′ nahezu zu verschließen. Dies verhindert entsprechend der üblichen Funktion eines Kurbelgehäuse-Entlüftungsventiles einen unerwünscht hohen Aufbau von Unterdruck in der zweiten Kammer 4 und damit auch im Kurbelgehäuse der Brennkraft­ maschine. Ist jedoch der Riß 9 so groß, daß ein zumindest teilweises Verschließen der Mündungsöffnung 6′ durch die Membran 2 nicht mehr möglich ist, so wird dennoch über den über die Ausgleichsöffnungen 11 in die erste Kammer 3 sowie über den Riß 9 in die zweite Kammer 4 gelangenden Umgebungsluftstrom der in der zweiten Kammer 4 herr­ schende Unterdruck so weit abgebaut, daß auch im Kurbel­ gehäuse der Brennkraftmaschine kein unzulässig hoher Un­ terdruck entstehen kann. Zwar gelangt dann über das Kur­ belgehäuse-Entlüftungsventil sog. Falschluft in den An­ saugtrakt der Brennkraftmaschine, jedoch ist auch dies erwünscht, da hierdurch der Benutzer der Brennkraftma­ schine auf einen Fehler (nämlich das defekte Entlüftungs- Druckregelventil) aufmerksam gemacht wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Brennkraftmaschine als Folge die­ ses Membranrisses Schaden nehmen könnte.

Das Notventil 10 kann jedoch auch anders ausgebildet sein. So kann beispielsweise in der Kammerwand 1a ein sog. Schnarchventil oder auch ein Pilzventil vorgesehen sein, das ebenfalls bei Auftreten von Unterdruck in der ersten Kammer 3 öffnet und somit eine gegenüber der klei­ nen Kammeröffnung, 5 größere Ausgleichsöffnung freigibt, über die Umgebungsluft in die erste Kammer 3 gelangen kann.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2. Hier ist die erste Kammer 3 durch einen Membranfortsatz 12 in eine im Bereich der zentral angeordneten Mündungsöffnung 6′ liegende Zentralkammer 3a sowie in eine diese umgebende Ringkammer 3b unterteilt. Die Ringkammer 3b befindet sich dabei im Bereich des Wulstes 2′ der Membran 2. Der Zen­ tralkammer 3a ist die kleine Kammeröffnung 5 zugeordnet, während im Bereich der Ringkammer 3b in der Kammerwand 1a mehrere größere Ausgleichsöffnungen 11 vorgesehen sind.

Ist bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Mem­ bran 2 intakt, so arbeitet das Druckregel-Kurbelgehäuse Entlüftungsventil wie üblich, d. h. über die Zentralkam­ mer 3a wird auch der bezüglich der Membranbewegung er­ wünschte Dämpfungseffekt erzielt, da ein Druckausgleich in der (ersten) Zentralkammer 3a dann nur über die kleine Kammeröffnung 5 erfolgen kann. Tritt hingegen im Bereich der Wulst 2′ der Membran 2 ein Riß 9 auf, so kann über die Ausgleichsöffnungen 11 sowie über die Ringkammer 3b und über diesen Riß 9 wieder der bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene zumindest teilweise Druckaus­ gleich in der zweiten Kammer 4 erfolgen, d. h. der extrem hohe Unterdruck in dieser Kammer 4 wird zumindest teil­ weise egalisiert, so daß auch hiermit ein unzulässig ho­ her Unterdruckaufbau im Kurbelgehäuse der Brennkraftma­ schine verhindert wird.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 hat gegenüber derjenigen nach Fig. 2 den Vorteil, daß keine Geräuschabstrahlung aus dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine nach außen er­ folgen kann, da bei Fig. 1 die Öffnungen 11 durch das als Schnappmembran ausgebildete Notventil abgedeckt sind.

Bei intakter Membran 2 arbeitet das beschriebene Kurbel­ gehäuse-Entlüftungsventil wie im Stand der Technik be­ kannt, d. h. im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine wird mit Hilfe dieses Entlüftungsventiles der erforderli­ che, gewünschte Unterdruck eingestellt. Bei einem Riß in der Membran 2 hingegen ist aufgrund des Notventiles 10 bzw. aufgrund der Unterteilung der ersten Kammer 3 in eine Zentralkammer 3a sowie eine Ringkammer 3b gewährlei­ stet, daß sich im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine kein unzulässig hoher Unterdruck einstellen kann. Das be­ schriebene Druckregel-Entlüftungsventil zeichnet sich so­ mit durch größte Funktionssicherheit aus. Dabei können selbstverständlich eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art abweichend von den gezeigten Ausfüh­ rungsbeispielen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Pa­ tentansprüche zu verlassen.

Claims (4)

1. Entlüftungs-Druckregelventil für ein Brennkraft­ maschinen-Kurbelgehäuse mit zwei durch eine Membran (2) voneinander getrennten Kammern (3, 4), von denen die erste (Kammer 3) über eine kleine Kammeröffnung (5) mit der Umgebung und die zweite (Kammer 4) mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist, und wobei die Mündungsöffnung (6′) einer von der zweiten Kammer (4) zum Brennkraftmaschinen-Ansaugtrakt führenden Saugleitung (6) durch die Membran (2) oder einen mit dieser verbundenen Ventilkörper (7) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (3) ein diese bei Unterdruck über eine größere Ausgleichs­ öffnung (11) mit der Umgebung verbindendes Notventil (10) aufweist.

2. Entlüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Notventil (10) als eine an der mit der Ausgleichsöffnung (11) verse­ henen Kammerwand (1a) anliegende Schnappmembran aus­ gebildet ist.

3. Entlüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Notventil (10) als Schnarch- oder Pilzventil ausgebildet und in der der Umgebung zugewandten Wand (1a) der ersten Kammer (3) angeordnet ist.

4. Entlüftungs-Druckregelventil für ein Brennkraft­ maschinen-Kurbelgehäuse mit zwei durch eine Membran (2) voneinander getrennten Kammern (3, 4), von denen die erste (Kammer 3) über eine kleine Kammeröffnung (5) mit der Umgebung und die zweite (Kammer 4) mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist, und wobei die Mündungsöffnung (6′) einer von der zweiten Kammer (4) zum Brennkraftmaschinen-Ansaugtrakt führenden Saugleitung (6) durch die Membran (2) oder einen mit dieser verbundenen Ventilkörper (7) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (3) durch einen Membranfortsatz (12) unterteilt ist in eine im Bereich der zentral angeordneten Sauglei­ tungs-Mündungsöffnung (6′) liegende Zentralkammer (3a) sowie eine diese umgebende Ringkammer (3b), wo­ bei die kleine Kammeröffnung (5) der Zentralkammer (3a) zugeordnet ist und die Ringkammer (3b) über eine größere Ausgleichsöffnung (11) mit der Umgebung verbunden ist.