WO2007110366A1

WO2007110366A1 - Einrichtung zur erzeugung einer bewegung

Info

Publication number: WO2007110366A1
Application number: PCT/EP2007/052753
Authority: WO
Inventors: Torsten Hilpert
Original assignee: Mann+Hummel Gmbh
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2007-10-04
Also published as: DE202006004896U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung in Abhängigkeit eines angelegten Druckes. Hierzu befindet sich eine Bourdonröhre in einem Gehäuse. Im Inneren der Röhre liegt Umgebungsdruck an. In dem Gehäuse herrscht ein variabler Unterdruck. Dieser Unterdruck bewirkt eine Bewegung der Bourdonröhre, die mit einem Ventil verbunden ist und die Bewegung auf das Ventil durch eine Ankopplung überträgt. Der Unterdruck führt dazu, dass das Ventil ein Verschließen oder Öffnen zwischen dem Eingang eines in das Gehäuse führenden Rohres und dem Ausgang des Rohres aus dem Gehäuse bewirkt.

Description

Beschreibung

Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung Technisches Gebiet [0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung in

Abhängigkeit eines angelegten Druckes gemäß der Gattung des

unabhängigen Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

[0002] Bourdonröhren sind insbesondere zur Messung von Drücken in

Gasbehältern oder zur Messung des Umgebungsluftdruckes bekannt. So

zeigt die US 4,462,301 eine Bourdonröhre, mit der über ein Gestänge eine

transversale Bewegung auf einen Schieber ausgeübt werden kann und

dieser Schieber eine Verbindung freigibt oder sperrt.

[0003] Es ist ferner aus der DE 28 37 142 ein Stellglied für eine Bremse mit

einem Gehäuse bekannt, wobei eine automatische Nachstelleinrichtung

vorgesehen ist, und ein Sperrglied aus einer Bourdon'schen Röhre mit

abgedichteten Endscheiben besteht. Die Bourdon'sche Röhre weist ein

Vakuum auf oder ist mit Luft gefüllt. Sie ist kreisförmig ausgebildet und mit

einer selbsthemmenden Einrichtung versehen.

[0004] Die beschriebenen Systeme sind sehr aufwendig und nur mit hohem

Aufwand herstellbar. Außerdem ist zur präzisen Steuerung eines Elements

eine Kalibrierung der Bourdon'schen Röhre erforderlich.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erzeugung

einer Bewegung in Abhängigkeit eines angelegten Druckes zu schaffen, die zuverlässig arbeitet und mit einem einfachen Aufbau eine

prozesssichere Steuerung oder Regelung eines Ventils schafft. Diese

Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Offenbarung der Erfindung

[0006] Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mit der Röhre ein

Ventil verbunden ist und die Röhre in ihrem Inneren Umgebungsdruck

aufweist. Damit entfällt eine aufwendige Kalibrierung. Die Röhre selbst ist

in einem Gehäuse angeordnet. Dieses Gehäuse weist ein Rohr auf, das

mit dem Ventil verschlossen werden kann. Außerdem besitzt das Gehäuse

ein weiteres Rohr, das bei geöffnetem Ventil einen Durchgang durch das

Gehäuse bildet.

[0007] Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung liegt darin, dass der

Durchgang von Kurbelgehäusegasen einer Brennkraftmaschine durch ein

solches Ventil gesteuert werden kann. So kann mit dem Ventil das

Durchleiten von Kurbelgehäusegasen aufgrund des im Kurbelgehäuse

herrschenden Druckes ermöglicht werden. Hierzu ist gemäß einer

weiteren Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise die Bourdonröhre mit

einem Schwenkmechanismus gekoppelt. Eine Druckveränderung erzeugt

eine Bewegung des freien Endes der Bourdonröhre, wodurch sich der

Schwenkmechanismus in Bewegung setzt und, sofern dieser

Mechanismus mit einem Ventil verbunden ist, dieses Ventil öffnet oder

verschließt. [0008] Zweckmäßigerweise ist die Bourdonröhre mit einer Luftaustauschöffnung

verbunden. Dies bedeutet, dass innerhalb der Bourdonröhre

Umgebungsdruck herrscht, während der Druck des sie umgebenden

Gehäuses vom Umgebungsdruck abweicht und diese Abweichung sich in

der Bewegung der Bourdonröhre bemerkbar macht.

[0009] Eine zweckmäßige Herstellung einer Röhre aus Kunststoff ist das

Extrudieren und spiralförmige Anordnen. Dieses Verfahren ist besonders

wirtschaftlich und ermöglicht die Herstellung von preiswerten Röhren.

[0010] Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen nicht nur aus den

Ansprüchen sondern auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen

hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0011] Es zeigen

[0012] Figur 1 die Prinzipdarstellung einer Bourdonröhre zur Erzeugung einer

Schwenkbewegung,

[0013] Figur 2 die Schnittdarstellung durch ein bourdonröhrengesteuertes

Ventil und

[0014] Figur 3 eine Draufsicht auf das in Figur 2 dargestellte Ventil ohne

Deckel.

Ausführungsform(en) der Erfindung

[0015] Figur 1 zeigt in der Prinzipdarstellung eine Bourdonröhre 10, die an einem

Fixpunkt 11 befestigt ist. Die Bourdonröhre ist über einen Anschluss 12 mit

einem hier nicht dargestellten Unterdruckgeber verbunden. Dieser Unterdruck kann beispielsweise in einem Saugrohr einer

Brennkraftmaschine erzeugt werden, selbstverständlich besteht auch die

Möglichkeit, hier Überdruck einzuleiten. In jedem Fall wird der in der

Bourdonröhre anliegende Druck dazu führen, dass diese sich aufgrund

des konstanten Umgebungsdrucks verändert und ein Ausgangssignal

erzeugt. Je nach anliegendem Druck erfolgt eine Bewegung der

Bourdonröhre am inneren Ende der Spirale gemäß dem Pfeil 13. Dieses

Prinzip kann genutzt werden um am inneren Ende der Spirale ein Ventil,

eine Klappe oder ähnliches anzubringen oder um eine Öffnung zu

verschließen.

Figur 2 zeigt in einer Schnittdarstellung ein Gehäuse 14, welches

topfförmig ausgebildet ist. Dieses Gehäuse weist einen Gaseinlass 15 auf,

der sich sowohl nach außen als auch nach innen in das Gehäuse

erstreckt. Dieser Einlass ist als Rohr 18 ausgebildet. Das Gehäuse 14 wird

verschlossen durch einen Deckel 21. Zwischen Deckel und Gehäuse 14

befindet sich ein umlaufender Dichtring 22. Beide Teile sind beispielsweise

miteinander verschraubt. Der Deckel 21 ist mit einer Öffnung 16 versehen,

diese stellt den Gasauslass 31 aus dem System dar. Im Inneren des

Gehäuses 14 befindet sich eine Bourdonröhre 10, die als Schnecke

aufgewickelt ist, wobei zwei Windungen 23, 24 zu erkennen sind. Die

äußere Windung 23 ist rechtsseitig an einem Steg 25 befestigt. Dieser

Steg ist an dem Gehäuse 14 angeordnet. Die innere Windung 24 weist ein Übertragungsglied 26 auf, das weiter unten näher erläutert wird. Mit dem

Übertragungsglied 26 ist eine Antriebswelle 27 mit Arm 29 (siehe Figur 3)

gekoppelt. An dieser Antriebswelle ist eine Blende 28 befestigt. Diese

Blende 28 liegt auf dem Rohr 18 auf und bildet eine Schwenkklappe, die

über die Antriebswelle 27 betätigt wird. Damit kann diese Blende 28 das

Rohr 18 öffnen oder verschließen.

Figur 3 zeigt in einer Draufsicht die in Figur 2 dargestellten Elemente.

Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die

Bourdonröhre 10 ist am Ende ihrer äußeren Windung 23 am Steg 25

befestigt. Gleichzeitig ist dort eine Luftaustauschöffnung 20 vorgesehen.

Über diese steht das Innere der Bourdonröhre mit dem Umgebungsdruck

in Verbindung. In der Luftaustauschöffnung 20 kann sich ein Filterelement

befinden (nicht dargestellt), um zu verhindern, dass Schmutz in die

Bourdonröhre gelangt. Das Übertragungsglied 26 steht mit einem Arm der

Antriebswelle 27 in Verbindung. An der Antriebswelle 27 befindet sich, wie

bereits erwähnt, die Blende 28, die sich über der Öffnung 18 in

Pfeilrichtung bewegt. Das Gesamtsystem ist ein selbstregulierendes

Ventil. Liegt in dem Innenraum des Gehäuses 14 ein bestimmter

Unterdruck an, bleibt die Blende 28 von der Öffnung / Rohr 18

weggeschwenkt, so dass ein Durchgang von Kurbelgehäusegasen gemäß

den Pfeilen 30, 31 erfolgt. Sobald der Unterdruck sich verstärkt, das heißt

unter einen bestimmten Wert abfällt, z. B. unter einen Wert von -0,5 bar, wird aufgrund der Bewegung der Bourdonröhre 10 sich die Blende 28 über

die Öffnung 18 bewegen und den Gaseinlass 15 verschließen um zu

verhindern, dass sich dieser Unterdruck in das Kurbelgehäuse einer

Brennkraftmaschine fortsetzt. Das heißt, mit größer werdendem

Unterdruck wird der Querschnitt 18 verkleinert.

[0018] An der Antriebswelle 27 ist bevorzugt noch zusätzlich eine hier nicht

dargestellte Feder vorgesehen, welche zwischen der als Schwenkschieber

ausgebildeten Blende 28 und dem Gehäuse eine Federkraft aufbaut, die,

falls kein oder wenig Unterdruck im Gehäuse anliegt, den

Schwenkschieber offen hält. Dies bedeutet, dass die Kraft der Schnecke

bei größer werdendem Unterdruck gegen die Kraft der Feder wirkt. Der

Vorteil dieser Feder liegt darin, dass diese einerseits die

temperaturabhängige Schwankung der Flexibilität des Werkstoffes der

Schnecke reduziert. Zusätzlich kann durch die Verwendung

unterschiedlicher Federn auch der Regeldruck des Ventils eingestellt

werden. Dies ist eine wichtige Funktion des Ventils, da bei

unterschiedlichen Anforderungen bezüglich dem Öffnen und Verschließen

anhand des Kurbelgehäusedrucks diese Anforderungen durch eine

einfache Anpassung der Feder erfüllt werden kann.

[0019] In einer einfachen Ausgestaltung handelt es sich bei dieser Feder um eine

Spiralfeder.

Claims

Ansprüche

1. Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung in Abhängigkeit eines angelegten

Druckes, wobei eine Bourdonröhre sich in einem Gehäuse befindet und im

Inneren der Röhre Umgebungsdruck anliegt und in dem Gehäuse ein variabler

Unterdruck herrscht, wobei dieser Unterdruck eine Bewegung der

Bourdonröhre bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bourdonröhre mit

einem Ventil verbunden ist und die Bewegung auf das Ventil durch eine

Ankopplung übertragen wird, derart, dass das Ventil ein Verschließen oder

Öffnen zwischen dem Eingang eines in das Gehäuse führenden Rohres und

dem Ausgang des Rohres aus dem Gehäuse bewirkt

2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des

Rohres mit dem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine verbunden ist und

ein Ausgang des Gehäuses mit einer Luftansaugleitung der

Brennkraftmaschine verbunden ist und aufgrund der Ventilbewegung eine

Regelung des Kurbelgehäusegasdruckes erfolgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bourdonröhre

mit einem Verbindungselement versehen ist, das mit einem Hebel an dem

Ventil in Verbindung steht und über den Hebel die Ventilbewegung ausgeführt

wird.

4. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Bourdonröhre eine Luftaustauschöffnung aufweist, derart, dass der

Umgebungsdruck sich in die Röhre fortsetzt.

5. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Röhre aus Kunststoff besteht und aus einem Stück extrudiert ist und

in Spiralform gebracht wurde, wobei die Enden durch Zuschweißen oder

Abquetschen verschlossen sind oder Endkappen angeschweißt oder

angeklebt sind.

6. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Ventil ein Schwenkschieber oder eine Blende ist, welche aufgrund

der Bewegungen der Röhre sich über dem Ausgang des Rohres bewegt und

dieses verschließt oder öffnet.