DE4446170A1

DE4446170A1 - Sperrventilanordnung für eine Pumpvorrichtung

Info

Publication number: DE4446170A1
Application number: DE4446170A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schulz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1996-06-27
Also published as: IT1277062B1; CN1135577A; FR2728629B1; FR2728629A1; JPH08219027A; ITMI952598A1; KR960023795A; US5697770A; ITMI952598A0

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Sperrventilanordnung für eine Pumpvorrichtung, insbesondere für eine Pumpvorrichtung eines Brennstoffverdunstungs-Rückhaltesystems einer Brennkraftmaschine, nach der Gattung des Anspruchs 1. Es ist bereits eine Pumpvorrichtung bekannt (WO 94/15090), die zwei Sperrventile und eine Pumpmembran besitzt, um mit Hilfe der Pumpmembran Luft in einen Brennstofftank zur Dichtheitsprüfung zu pumpen. Dem Brennstofftank wird dabei ein durch die Anzahl der Pumpbewegungen der Pumpmembran definiertes Luftvolumen zugeführt, um einen Überdruck im Brennstofftank zu bewirken. Nach abgeschlossenem Druckaufbau kann man aufgrund des Druckverhaltens im Brennstofftank beispielsweise bei gleichbleibendem Druck auf Dichtheit oder bei einem Druckabbau auf eine Leckage im Brennstofftank schließen, wobei die zum Druckabbau verstrichene Zeit ein Maß für die Größe der Leckage ist. Weiterhin umfaßt das Brennstoffverdunstungs-Rückhaltesystem einen mit dem Brennstofftank verbundenen Adsorptionsfilter und ein zwischen dem Adsorptionsfilter und einem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine zwischengeschaltetes Regenerierventil.

Im angegebenen Stand der Technik wird die Pumpmembran der Pumpvorrichtung wechselweise mit Unterdruck und Umgebungsdruck beaufschlagt. Der Unterdruck wird aus einem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine bei laufender Brennkraftmaschine entnommen und über ein Schaltventil, das beispielsweise in Form eines Elektromagnetventils ausgebildet ist, einem vom Schaltventil und der Pumpmembran begrenzten Pumpraum zugeführt. Um die Pumpmembran zu bewegen, wird durch Schalten des Schaltventils wechselweise Unterdruck und Umgebungsdruck im Pumpraum eingestellt. Bei Beaufschlagung des Pumpraums mit Unterdruck bewegt sich die Pumpmembran beispielsweise gegen die Druckkraft einer Pumpfeder nach oben, wobei in einem von der Membran und zwei Sperrventilen begrenzten, dem Pumpraum gegenüberliegenden Förderraum über ein geöffnetes Sperrventil aus einer Zuführleitung Luft in den Förderraum einströmt. Bei der nachfolgenden Beaufschlagung des Pumpraums mit Umgebungsdruck bewegt sich die Pumpmembran unterstützt durch die Druckkraft der Pumpfeder wieder nach unten. Beide Sperrventile befinden sich bei der nach unten gerichteten Bewegung der Pumpmembran in einer Schließstellung, bis sich ein bestimmter Überdruck im Förderraum einstellt. Beim Erreichen des Überdrucks öffnet ein Sperrventil in einer Förderleitung, um die im Förderraum komprimierte Umgebungsluft über die Förderleitung in eine Belüftungsleitung des Adsorptionsfilters abzugeben, wodurch eine Druckerhöhung im Brennstofftank bewirkt wird.

Im angegebenen Stand der Technik besitzen die pilzförmigen Sperrventile jeweils ein stielförmiges Ende, das zur Halterung in eine Öffnung eingesetzt ist. Die Sperrventile haben einen elastischen Rand, der als Ventilschließkörper dient und eine Strömungsverbindung zum Förderraum freigibt oder verschließt. Die Anordnung der Sperrventile ist derart gestaltet, daß ein Sperrventil mit seinem Rand der Pumpmembran zugewandt und ein anderes Sperrventil mit seinem Rand der Pumpmembran abgewandt ist, um abhängig vom Druck im Förderraum wechselweise eine Offen- und eine Schließstellung einzunehmen, damit Luft aus dem Förderraum in die Förderleitung gepumpt werden kann. Der Aufbau derartiger einzelner Sperrventile ist jedoch aufwendig und erfordert zudem eine sorgfältige Montage beim Einbau. Darüber hinaus sind derartige Sperrventile relativ störanfällig, da es bei bestimmten Drücken zum Loslösen des Sperrventils aus der Halterung kommen kann. Außerdem lassen sich mit diesen Sperrventilen nur ungenau präzise Öffnungs- beziehungsweise Schließdrücke verwirklichen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sperrventilanordnung für eine Pumpvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil eines vereinfachten, kompakten Aufbaus, wobei sich durch einen geringeren Montageaufwand die Herstellungskosten der Pumpvorrichtung reduzieren. Ferner zeichnet sich die erfindungsgemäße Sperrventilanordnung durch eine erhöhte Funktionssicherheit aus. Weiterhin ist durch den erfindungsgemäße Aufbau der Sperrventile eine genaue Einstellung des Öffnungs- beziehungsweise des Schließdrucks möglich.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Sperrventilanordnung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer mit erfindungsgemäßen Sperrventilen ausgestatteten Pumpvorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Ventilschließkörper der Sperrventilanordnung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist eine mit 1 gekennzeichnete Pumpvorrichtung teilweise dargestellt, die mit erfindungsgemäß ausgestalteten Sperrventilen 4, 5 ausgestattet ist. Die Pumpvorrichtung 1 weist eine obere Gehäusehälfte 7, eine mittlere Gehäusehälfte 8 und eine untere Gehäusehälfte 9 auf, die beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sind und mittels Ultraschallschweißen miteinander verbunden sind. Die obere Gehäusehälfte 7 überlappt die mittlere Gehäusehälfte 8, so daß zwischen der oberen Gehäusehälfte 7 und der mittleren Gehäusehälfte 8 eine bewegliche Wandung in Form einer elastischen Pumpmembran 10 an ihrem Umfang einspannbar ist. Die Pumpmembran 10 trennt einen Pumpraum 11 von einem gegenüberliegenden Förderraum 12. Der Förderraum 12 wird einerseits begrenzt von der Pumpmembran 10 und andererseits von den zwei Sperrventilen 4, 5, wobei das Sperrventil 4 in Fig. 1 links einer die Pumpvorrichtung 1 symmetrisch aufteilenden Längsachse 15 und das Sperrventil 5 rechts der Längsachse 15 dargestellt ist. An der den Sperrventilen 4, 5 abgewandten Seite der Pumpmembran 10 ist ein Federteller 16 angebracht, der einen mittig zur Längsachse 15 orientierten, mit dem Federteller 16 verbundenen oder daran einstückig angeformten Stößel 18 hat. Der Stößel 18 dient zum Verschieben der Pumpmembran 10, die in der Fig. 1 auf der linken Hälfte in ihrer untersten Lage und auf der rechten Hälfte in ihrer obersten Lage gezeigt ist.

Das im folgenden als Zuführsperrventil 4 bezeichnete, links der Längsachse 15 dargestellte Sperrventil 4 verschließt oder öffnet eine Strömungsverbindung, die von einer Zuführleitung 23 über eine untere Öffnung 29 mit einem zylindrischen Innenraum 27 des Zuführsperrventils 4 verbunden ist. Der Innenraum 27 steht weiterhin über eine obere Öffnung 30 mit dem Förderraum 12 in Verbindung. Die Zuführleitung 23 ist beispielsweise über einen nicht näher dargestellten Luftfilter mit der Umgebung verbunden. Das im folgenden als Fördersperrventil 5 bezeichnete, rechts der Längsachse 15 dargestellte Sperrventil 5 verschließt oder öffnet eine Strömungsverbindung, die von einer Förderleitung 24 über eine untere Öffnung 31 mit einem zylindrischen Innenraum 28 des Fördersperrventils 5 verbunden ist. Der Innenraum 28 steht weiterhin über eine obere Öffnung 32 mit dem Förderraum 12 in Verbindung. Die Förderleitung 24 ist beispielsweise mit einem nicht näher dargestellten Adsorptionsfilter und mit einem Brennstofftank einer Brennkraftmaschine verbunden.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Pumpvorrichtung 1 näher beschrieben. Bei der Aufwärtsbewegung der Pumpmembran 10 befindet sich das Fördersperrventil 5 in einer Schließstellung und das Zuführsperrventil 4 in einer Offenstellung, wodurch Luft aus der Umgebung, beispielsweise über einen nicht näher dargestellten Luftfilter, über die Zuführleitung 23 in den Förderraum 12 gepumpt wird. Bei der nachfolgenden Abwärtsbewegung der Pumpmembran 10 schließt das Zuführsperrventil 4, so daß die im Förderraum 12 eingeschlossene Luft verdichtet wird. Beim Erreichen eines bestimmten Überdrucks öffnet das Fördersperrventil 5, um die im Förderraum verdichtete Luft in die Förderleitung 24 abzugeben und eine Druckerhöhung im Brennstofftank zu bewirken.

Erfindungsgemäß besitzen das Zuführsperrventil 4 und das Fördersperrventil 5 einen gemeinsamen Ventilkörper, der von einer einzigen Ventilmembran 40 gebildet wird, die beispielsweise eine kreisrunde Form hat und aus formstabilem Kunststoff besteht. Die Ventilmembran 40 ist zwischen der mittleren Gehäusehälfte 8 und der unteren Gehäusehälfte 9 als Einlegeteil eingespannt und dient auch zur Abdichtung der beiden Gehäusehälften 8 und 9. Zur Lagefixierung der Ventilmembran 40 hat diese an ihrem Außenumfang eine umlaufende, wulstförmige Verdickung 42, die als Dichtung dient und die in einer von beiden Gehäusehälften 8, 9 ausgesparte Ringnut 41 aufnehmbar ist.

An der Ventilmembran 40 sind zugleich die Ventilsehließglieder des Zuführsperrventils 4 und des Fördersperrventils 5 ausgebildet, wofür die Ventilmembran 40 zwei Auswölbungen 44, 45 aufweist, die sich in den Innenraum 27, 28 befinden. Die Auswölbung 44 bildet dabei das Ventilschließglied des Zuführsperrventils 4 und ist an einer der Pumpmembran 10 abgewandten Unterfläche 36 der Ventilmembran 40 konvex in Richtung zur unteren Öffnung 29 ausgewölbt. Die Auswölbung 44 besitzt einen bereichsweise ebenen zentralen Teilbereich 50, der im Innenraum 27 des Zuführsperrventils 4 an der Unterfläche 36 eine umlaufenden Wulst 53 hat, die in Schließstellung des Zuführsperrventils 4 anliegend an einer die untere Öffnung 29 begrenzenden Innenfläche 56 die untere Öffnung 29 des Zuführsperrventils 4 abdichtet. Bei anliegender Wulst 53 ist daher keine Strömungsverbindung von der Zuführleitung 23 zum Förderraum 12 vorhanden. Wie in der Fig. 2, einer Draufsicht der Ventilmembran 40, dargestellt ist, besitzt die konvexe Auswölbung 44 noch beispielsweise vier Durchbrüche 59, die zum Beispiel diametral um den kreisförmigen Teilbereich 50 angeordnet sind. Die Durchbrüche 59 sind notwendig, um in Offenstellung des Zuführsperrventils 4 bei von der Innenfläche 56 abgehobener Wulst 53 eine Strömungsverbindung von der Zuführleitung 23 zum Förderraum 12 zu erhalten, wobei die Luft über die untere Öffnung 29 zum Innenraum 27 des Zuführsperrventils 4 und von dort über die Durchbrüche 59 der Ventilmembran 40 zur oberen Öffnung 30 in den Förderraum 12 gelangt.

Die Auswölbung 45 bildet das Ventilschließglied des Fördersperrventils 5 und ist an einer der Pumpmembran 10 zugewandten Oberfläche 35 der Ventilmembran 40 konkav in Richtung zur oberen Öffnung 32 ausgewölbt. Die Auswölbung 45 besitzt einen bereichsweise ebenen zentralen Teilbereich 51, der im Innenraum 28 des Fördersperrventils 5 an der Oberfläche 35 eine umlaufende Wulst 54 hat, die in Schließstellung des Fördersperrventils 5 anliegend an einer die obere Öffnung 32 begrenzenden Innenfläche 57 die obere Öffnung 32 des Fördersperrventils 5 abdichtet. Bei anliegender Wulst 54 ist daher keine Strömungsverbindung vom Förderraum 12 zur Förderleitung 24 vorhanden. Wie in der Fig. 2, einer Draufsicht der Ventilmembran 40, dargestellt ist, besitzt die konkave Auswölbung 45 noch beispielsweise vier Durchbrüche 60, die zum Beispiel diametral um den kreisförmigen Teilbereich 51 angeordnet sind. Die Durchbrüche 60 sind notwendig, um in Offenstellung des Fördersperrventils 5 bei von der Innenfläche 57 abgehobener Wulst 54 eine Strömungsverbindung von dem Förderraum 12 zur Förderleitung 24 zu erhalten, wobei die Luft über die obere Öffnung 32 zum Innenraum 27 des Zuführsperrventils 4 und von dort über die Durchbrüche 60 der Ventilmembran 40 zur unteren Öffnung 31 in die Förderleitung 24 gelangt.

Durch die Formgebung der Auswölbungen 44, 45 und durch die Wahl des Kunststoffes und Gestaltung der Durchbrüche 59, 60 ist es möglich, den Öffnungs- und Schießdruck der Sperrventils an die Erfordernisse anzupassen. Weiterhin ist es möglich, die Sperrventile 4, 5 mit Druckfedern auszustatten, welche unterstützend auf den Ventilschließkörper wirken, um durch eine von der Druckfeder zusätzlich aufgebrachte Anpreßkraft den Öffnungs- oder den Schließdruck der Sperrventile 4, 5 entsprechend anzupassen. Wie in der Fig. 1 auf der rechten Hälfte dargestellt ist, ist im Ausführungsbeispiel nur das Fördersperrventil 5 mit der Druckfeder 63 ausgestattet, welche im Innenraum 28 zwischen der Unterfläche 36 der Ventilmembran 40 und der unteren Öffnung 31 untergebracht ist. Die Druckfeder 63 greift beispielsweise gegenüberliegend der Wulst 54 an der Ventilmembran 40 an und erzeugt durch die Federkraft eine erhöhte Anpressung der Wulst 54, so daß sich eine Erhöhung des Öffnungsdrucks des Sperrventils 5 ergibt.

Claims

1. Sperrventilanordnung für eine Pumpvorrichtung, insbesondere für eine Pumpvorrichtung eines Brennstoffverdunstungs-Rückhaltesystems einer Brennkraftmaschine, mit einer Pumpvorrichtung mit einer beweglichen Wandung und wenigstens zwei Sperrventilen, wobei zum Pumpen Ventilschließkörper der Sperrventile wechselweise eine Offen- und eine Schließstellung einnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilschließkörper der wenigstens zwei Sperrventile (4, 5) an einer gemeinsamen Ventilmembran (40) ausgebildet sind.

2. Sperrventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmembran (40) als Ventilschließkörper dienende, gegensinnig gewölbte Auswölbungen (44, 45) aufweist.

3. Sperrventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmembran (40) aus formstabilem Kunststoff besteht.

4. Sperrventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbung (44; 45) einen ebenen zentralen Bereich (50; 51) aufweist, der von einer Wulst (53; 54) begrenzt wird.

5. Sperrventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Auswölbung (44; 45) außerhalb des zentralen Teilbereichs (50; 51) wenigstens einen Durchbruch (59; 60) aufweist.

6. Sperrventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vier Durchbrüche (59; 60) vorgesehen sind, die diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

7. Sperrventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (63) vorgesehen ist, die in Schließrichtung des Sperrventils (4; 5) auf die Auswölbung (44; 45) wirkt.