"Ventilanordnung in einer Kurbelgehäuseentlüftung"
Die Neuerung betrifft eine Ventilanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Ventilanordnung ist aus der DE 296 05 424 U1 bekannt. Die dabei verwendete Flachfeder ist als Blattfeder ausgestaltet, die wie ein Kragarm unterhalb der Ventiloffnung verläuft und sowohl auf Grund der Rückstellkraft als auch schwerkraftbedingt bei Motorstillstand ihre Offenstellung einnimmt und dadurch von der Ventiloffnung beabstandet ist. Die schräge An- Ordnung des Ventilkörpers zur Ebene der Ventiloffnung- kann ggf. das zuverlässige Verschließen der Ventiloffnung erschweren, insbesondere wenn Toleranzen aufgrund der Montage der Blattfeder oder aufgrund der Fertigung der Blattfeder das Schließverhalten des Ventils beeinflussen.
Wenn es bedingt durch derartige Geometriefehler zu einem verkantetem Aufsetzen des Ventikörpers auf der Gegendichtfläche kommt, steigt die Kraft zum vollständigen Schließen des Ventils sprunghaft an, da sich zum weiteren Schließen die Eigenbiege- form des als Kragarm ausgebildeten Ventilkörpers ändern muß.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Ventilanordnung dahingehend zu verbessern, dass diese mit einfachen und preisgünstigen Mitteln zuverlässige und gleichmäßige Schließeigenschaften des Ventilkörpers ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, anstelle eines le- diglich einseitig gehaltenen Ventilkörpers den Ventilkörper um seinen Umfang verteilt gleichmäßig zu halten, so dass er planparallel bewegt werden kann und nicht in Form einer Schwenkbewegung. Dabei ist diese Bewegung etwa senkrecht zur Ebene der Ventilöffnung vorgesehen, so dass der Ventilkörper zwi- sehen seiner Offenstellung und seiner Schließstellung bewegt werden kann, wobei er aufgrund der planparallelen Beweglichkeit der Ventiloffnung gleichmäßig anliegt, wenn er in seine Schließstellung-bswegt wird.
Das Ventilplättchen lässt sich als ebenes Bauteil fertigen. Durch einen entsprechenden - vorzugsweise als werkzeugfallendes Maß gebildeten - Abstand zwischen der Ebene der Befestigungspunkte des Ventilplättchens am Gehäuse einerseits und deirTDichtsitz des Gehäuses andererseits stellt sich ein definier- ter Ventilspalt ein. Dadurch wird ein definierter Offenstand des
Ventils und somit ein definiertes Schließverhalten des Ventils erreicht.
Während zwei Haltearme noch in Art einer Schwenk- oder Drehachse eine ungewollte Beweglichkeit des Ventilkörpers ermöglichen könnten, ist durch vorzugsweise drei oder mehr vorgesehene Haltearme zuverlässig eine im Wesentlichen planparallele Führung des Ventilkörpers möglich. Dabei sind insbesondere vorteilhaft drei Haltearme vorgesehen, da auch bei be- grenzten räumlichen Verhältnissen die Anordnung dreier Arme
problemlos möglich ist und andererseits die gewünschte Kippsicherheit des Ventilkörpers erzielt werden kann.
Die Federbeweglichkeit der Haltearme kann auf einfache Weise dadurch sichergestellt werden, dass diese beispielsweise nahezu tangential, leicht spiralförmig, zum Ventilkörper-verlaufen oder mäanderförmig geschlängelt zum Ventilkörper verlaufen. Vorzugsweise sind sämtliche Haltearme gleich ausgestaltet, so dass eine gleichmäßige Führung des Ventilkörpers sichergestellt ist. In beiden vorgenannten Fällen wird eine große Länge des
Haltearmes auf geringem Bauraum ermöglicht. Hierdurch lässt sich ein sensibles Schaltverhalten des Ventils verwirklichen. Trotz kleiner Abmessungen ist ein Schließen des Ventils bereits bei kleinen Volumenströmen in Sperrrichtung möglich. Toleran- zen, wie sie beispielsweise durch unterschiedliche Materialstärken der Flachfeder hervorgerufen sein können, wirken sich aufgrund der vergleichsweise großen federnden Länge der Haltearme im Ergebnis nur sehr geringfügig auf die Beweglichkeit des Ventilkörpers aus, so dass mit großer Zuverlässigkeit gleichmä- ßige Eigenschaften der Ventilanordnung hinsichtlich der
Schließbeweglichkeit des Ventilkörpers ermöglicht werden.
Vorzugsweise kann der Ventilkörper Teil einer Ventilplatte-sein, welche auch die Haltearme bildet. Auf diese Weise ist nicht die Montage mehrerer Bauteile erforderlich und der Ventilkörper kann mitsamt der Haltearme beispielsweise aus einem dünnen Blechelement gestanzt oder geätzt werden, oder er kann als preisgünstiges Kunststoffspritzteil hergestellt werden.
Insbesondere kann vorteilhaft die Integration noch weitergehen, so dass zur Montage der Ventilanordnung möglichst wenige Bauteile montiert werden müssen. Hierzu kann die vorbeschriebene Ventilplatte zusätzlich Befestigungsmittel aufweisen, welche die Befestigung der Ventilplatte an dem Bauteil ermöglicht, welches die Ventilöffnung aufweist.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, an diesem Bauteil Befestigungsstifte vorzusehen, da dieses Bauteil üblicherweise als Gehäusebauteil ausgestaltet, ohnehin dreidimensional gefertigt wird, beispielsweise als Spritzgussbauteil. Demzufolge kann die Ventilplatte als Flachbauteil ausgestaltet sein und Öffnungen aufweisen^die-mit ihren Rändern, als Klemmrand ausgestaltet, die Befestigung auf den Befestigungsstiften des Gehäusebauteiles ermöglichen.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, die Klemmwirkung dadurch sicherzustellen und Produktionstoleranzen auszugleichen, dass vom Klemmrand der Öffnungen her Vorsprünge zum Zentrum der "Öffnung ragen. Diese Zungen werden beim Aufschieben der Ventilplatte auf die Befestigungsstifte verformt. Sie stellen somit einen besonders zuverlässigen, widerhakenartigen
Halt der Ventilplatte an den Befestigungsstiften sicher und er- möglichen-andererseits durch ihre Verformbarkeit einen Toleranzausgleich bei leicht unterschiedlichen Abmessungen der Befestigungsstifte oder auch bei leicht unterschiedlichen Abmes- sungen der Öffnungen bzw. Vorsprünge in der Ventilplatte. Da- rüberhinaus wird dadurch eine einfache, kostengünstige und sichere Montage der Ventilplatte gewährleistet.
Besonders vorteilhaft können die Vorsprünge bzw. die Befesti- gungsstifte derart bemessen sein, dass die Ventilplatte zwischen den Befestigungspunkten auf Zug beansprucht wird und somit eine unerwünschte Wölbung der Ventilplatte, die zu einer Veränderung der Ventilkerrnlinie führen würde, vermieden wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die vorgeschlagene Ventilanorn- dung im Bereich der Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors eingesetzt wird und beispielsweise mit ihrer Ventiloffnung eine Verbindung schafft zwischen einem ersten, mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehenden Raum und einem zweiten, mit dem Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors in Verbindung stehenden Raum. Beispielsweise kann die vorgeschla-
gene Ventilanorndung als Ablauf- / Rückschlagventil innerhalb eines Ölnebelabscheiders einer Kurbelgehäuseentlüftung Anwendung finden.
Alternativ zur Anwendung als Ablauf- / Rückschlagventil innerhalb eines Ölnebelabscheiders einer Kurbelgehäuseentlüftung kann die vorgeschlagene Ventilanorndung insbesondere auch als Abscheiderumgehungsventil enigesetzt werden, das bei hohen Volumenströmen einen Bypasskanal zur Umgehung des Ölnebelabscheiders freigibt, dabei aber gleichzeitig eine Abscheidung von Ölnebel durch Prallabscheidung oder Impaktion ermöglicht. Ein solches Abscheiderumgehungsventil ist aus der EP 1 285 152 B1 (dort Fig. 5 und 6) bekannt. Es besteht aus mehreren Einzelteilen, die zum einen einen gewissen Kostenfak- tor darstellen und zum anderen jeweils einer gewissen Fertigungstoleranz unterliegen. Ein Ventil gemäß dem vorliegenden Vorschlag ermöglicht demgegenüber eine Kostenreduktion und eine höhere Päzision hinsichtlich seines Öffnungsverhaltens.
Je nach Anwendungszweck und Einbausituation kann es vorteilhaft sein, im Ruhezustand - also beispielsweise beim Stillstand eines Verbrennungsmotors, an dem die Ventilanordnung vorgesehen ist - eine Offen- oder aber eine Schließstellung der Ventilanordnung sicherzustellen. Beispielsweise um das Leerlaufen abgeschiedenen Öls aus dem Sammelraum eines Ölabschei- ders zu bewirken, kann die Offenstellung im Ruhezustand vorteilhaft sein.
Ausführungsbeispiele der Neuerung werden anhand der rein schematischen Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen die
Fig. 1 - 4 ein erstes Ausführungsbeispiel, und die Fig. 5 - 8 weitere Ausführungsbeispiele.
ln Fig. 1 ist eine Ventilplatte 1 dargestellt, die etwa dreieckig geformt ist, in der Mitte einen Ventilkörper 2 ausbildet, im Bereich der drei Ecken weist die Ventilplatte 1 Öffnungen 3 auf, in welche Vorsprünge 4 ragen. Von der Grundfläche der Ventilplatte 1 erstrecken sich drei Haltearme 5 zum Ventilkörper 2. Jeder Haltearm verläuft etwa-tangential bzw. leicht spiralförmig und erstreckt sich über einen Winkel von etwa 270° entlang des Um- fangs des Ventilkörpers. Aufgrund dieser großen Länge der drei Haltearme 5 ist der Ventilkörper 2 mit geringem Kraftaufwand planparallel beweglich, wobei die drei um den Umfang versetzt angeordneten Haltearme 5 die Planparallelität des Ventilkörpers 2 bei seinen Bewegungen sicherstellen.
In Fig. 2 ist die Ventilplatte 1 über einem Bauteil 6 dargestellt, welches eine Ventilöffnung 7 aufweist sowie drei um die Ventilöffnung 7 verteilt angeordnete Befestigungsstifte 8. Fig. 2 stellt die Montagesituation dar, während beim späteren Betrieb der Ventilanordnung die Ventilplatte-1 unterhalb des Bauteiles 6 hängend angeordnet ist.
Der zwischen den Vorsprüngen 8 verbliebene Freiraum der Öffnungen 3 ist geringer bemessen als es dem Durchmesser der Befestigungsstifte 8 entspricht, so dass die Ventilplatte 1 unter im Wesentlichen elastischer Verformung der Vorsprünge 4 auf den Befestigungsstiften 8 befestigt werden kann.
Fig. 3 zeigt die montierte Situation der Ventilplatte 1 , welche am Bauteil 6 befestigt ist. Aus Fig. 3, insbesondere jedoch aus dem Querschnitt in Fig. 4 im Bereich der Ventilöffnung 7, ist ersicht- lieh, dass die Vorsprünge 4 verformt sind.
Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ventilplatte 1. Die Länge der Haltearme 5 ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel kürzer bemessen, so dass eine steifere Feder- Charakteristik erzielt wird, wenn ansonsten die Ventilplatte 1 aus
gleichem Material und mit gleicher Materialstärke besteht. Die Öffnungen 3 sind bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem glatten Klemmrand versehen und weisen keine Vorsprünge auf, die sich in das Innere der Öffnung erstrecken.
Ein Toleranzausgleich für diese Ventilplatte 1 gemäß Fig. 5 kann dadurch vorgesehen sein, dass die korrespondierenden Befestigungsstifte, die zur Aufnahme dieser Ventilplatte 1 dienen, an ihrem äußeren Umfang Vorsprünge beispielsweise in Form von Rippen aufweisen, die ihrerseits verformbar sind. Bei der vorgeschlagenen Ventilanordnung, unabhängig von den einzelnen Ausführungsbeispielen, kann jeweils das Bauteil 6, beispielsweise als Ventilgehäuse ausgestaltet, aus Kunststoff bestehen, so dass dementsprechend auch die Befestigungsstifte aus Kunst- stoff bestehen, während die Ventilplatte aus Metall bestehen kann, beispielsweise aus einem etwa 0,1 mm starken Stahlblech.
Falls an die Positionierung der Ventilplatte in Richtung ihrer E- bene keine hohen Anforderungen gestellt werden, so kann die
Ventilplatte auch dadurch befestigt werden, dass die Befestigungsstifte 8 durch Schmelzvernietung, Taumelnietung oder Ultraschallvernietung verformt werden, so dass in diesen Fällen dem um die Öffnung verlaufenden Rand der Ventilplatte keine kraftschlüssige Klemmwirkung, sondern eine formschlüssige
Haltewirkung zukommt.
Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel ähnlich dem der Fig. 5. Im Gegensatz zu den beiden erstgenannten Ausfüh- rungsbeispielen wird der Ventilkörper, welcher der Ventilöffnung anliegt, bei diesem Ausführungsbeispiel nicht durch die Ventilplatte 1 selbst gebildet, sondern die Ventilplatte 1 trägt in ihrem Zentrum, welches federbeweglich mit Hilfe der Haltearme 5 ist, einen Ventilkörper 2 aus einem Zusatzwerkstoff, beispielsweise aus einem Elastomerwerkstoff. Der Ventilkörper 2 ist mit der
Ventilplatte 1 verbunden, indem er beispielsweise an die Ventil-
platte 1 angeknöpft ist oder angespritzt ist. Aufgrund der Verformbarkeit dieses elastomeren Ventilkörpers 2 wird ein zuverlässiger Dichtsitz an der Ventiloffnung 7 des Bauteiles 6 sichergestellt.
Zudem wird durch das-zusätzliche Gewicht des elastomeren Ventilkörpers 2 sichergestellt, dass der zentrale Bereich der Ventilplatte 1 , welcher diesen Ventilkörper 2 trägt, bei Motorstillstand bedingt durch die Rückstellkraft der Federarme und / oder schwerkraftbedingt zuverlässig von der Ventiloffnung 7 entfernt wird, und somit die Ventiloffnung 7 freigibt, so dass in der Ventilanordnung vorhandenes Öl ablaufen kann.
Das vorgenannte Bauteil 6, welches ein Ventilgehäuse darstellt, kann Teil eines Ölabscheiders sein, insbesondere als Ölsam- melkammer eines derartigen Ölabscheiders ausgestaltet sein, oder es kann als Teil eines Abscheiderumgehungszweiges ausgestaltet sein.
Auch bei den beiden ersten Ausführungsbeispielen wird das
Öffnen des Ventils bei Motorstillstand dadurch erreicht, dass einerseits der von der Ventilplatte 1 selbst gebildete Ventilkörper 2 durch die Rückstellkraft der Federarme und / oder schwerkraftbedingt nach unten bewegt wird, wobei zusätzlich der hydrosta- tische Druck des auf dem Ventilkörper 2 lastenden Öls den Ventilkörper 2 aus seiner Schließsteliung in seine Offenstellung, von der Ventilöffnung 7 beabstandet, drängt.
Fig. 4 zeigt eine Ventilanordnung, bei der die Ventilöffnung 7 ei- ne kragenartige eingefasste Mündung 9 aufweist, welche sich in dem dargestellten Ruhezustand im Abstand von dem Ventilkörper 2 befindet, so dass im Ruhezustand das Ventil seine Offenstellung einnimmt. Dies kann insbesondere dann sichergestellt werden, wenn die in Fig. 4 dargestellte Anordnung umgekehrt wird, die Ventilplatte 1 also unterhalb der Mündung 9 angerodnet ist, so dass der Ventilkörper 2 schwerkraftunterstützt seine Of-
fenstellung im Abstand von der Mündung 9 der Ventilöffnung 7 einnimmt. Um diesen Abstand zwischen dem Ventilkörper 2 und der Mündung 9 zu gewährleisten, liegt die Mündung 9 in einer Ebene, die gegenüber der Ebene des Bauteils 6 versetzt ist, auf der die Ventilplatte 1 aufliegt.
Abweichend davon kann gemäß Fig. 8 die Mündung 9 in einer Ebene vorgesehen sein, die zwar ebenfalls gegenüber der Ebene des Bauteils 6 versetzt ist, auf welcher die Ventilplatte 1 auf- liegt, wobei jedoch die kragenartige Einfassung der Mündung 9 diese Ebene durchdringt, so dass die Ventilplatte 1 - insbesondere deren Haltearme 5 - verformt wird und der Ventilkörper 2 vorgespannt der Mündung 9 der Ventiloffnung 7 anliegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel nimmt das Ventil im Ruhezustand sei- ne Schließstellung ein.
Weiterhin zeigt Fig. 8 einen die Auslenkung des Ventilkörpers 2 begrenzenden, rein schematisch angedeuteten Anschlag 10, der auch bei anders ausgestalteten Ausführungsbeispielen vorgese- hen sein kann. Insbesondere wenn eine Beweglichkeit des Ventilkörpers 2 bereits bei geringen Strömungskräften erwünscht und die Haltearme 5 dementsprechend leicht verformbar sind, kann ein derartiger Anschlag eine Schädigung der Ventilanordnung durch im Betrieb auftretende starke Strömungskräfte, star- ke Vibrationen oder ähnliche auf die Ventilanordnung einwirkende Kräfte zuverlässig verhindern.