DE102009006381B4

DE102009006381B4 - Pressure control valve for a crankcase ventilation

Info

Publication number: DE102009006381B4
Application number: DE102009006381.1A
Authority: DE
Inventors: Holger Coolens; Dr. Gorbach Gabriele
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2016-03-31
Anticipated expiration: 2029-01-29
Also published as: DE102009006381A1

Abstract

Druckregelventil für eine Kurbelgehäuse-Entlüftung eines Hubkolben-Verbrennungsmotors, welches eine Gasansaugöffnung (60) und einen Gasabfluss (62) sowie ein Ventilgehäuse (10) mit einer Kammer (26) aufweist, die einen von einer flexiblen, in Richtung auf das Kammerinnere auslenkbaren Membran (28) gebildeten ersten Wandbereich sowie die mit dem Kurbelgehäuse verbindbare Gasansaugöffnung aufweist und ein durch die Membran entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder (50) in Auslenkrichtung der Membran bewegbares, eine sich in dieser Richtung erstreckende Hülse (42) bildendes Ventilglied (40) aufnimmt, wobei die vom Kammerinneren abgewandte Seite der am Ventilgehäuse abgedichtet befestigten Membran durch einen Referenzgasdruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (26) einen sich in Auslenkrichtung der Membran (28) erstreckenden hohlzylindrischen zweiten Wandbereich (22a) besitzt, welcher mindestens eine Gasdurchtrittsöffnung (52) aufweist, von der als Ringkammer ausgebildeten Kammer umschlossen wird, dessen vom Kammerinneren abgewandte Seite mit dem Gasabfluss (62) des Druckregelventils kommuniziert und auf dessen dem Kammerinneren zugewandten Wandfläche die Hülse (42) des als Ventilschieber gestalteten Ventilglieds (40) zwischen einer Offenstellung, in welcher das Ventilglied die Gasdurchtrittsöffnung vollständig freigibt, und einer Schließstellung, in welcher das Ventilglied die Gasdurchtrittsöffnung vollständig verschließt, gleitend bewegbar ist.Pressure control valve for a crankcase ventilation of a reciprocating internal combustion engine, which has a Gasansaugöffnung (60) and a gas outlet (62) and a valve housing (10) having a chamber (26), one of a flexible, deflectable towards the chamber interior membrane (28) formed first wall portion and connectable to the crankcase Gasansaugöffnung and by the membrane against the action of a return spring (50) movable in the direction of deflection of the membrane, a in this direction extending sleeve (42) forming valve member (40) accommodates, wherein the side facing away from the interior of the chamber of the membrane sealed to the valve housing can be acted upon by a reference gas pressure, characterized in that the chamber (26) has a hollow cylindrical second wall region (22a) extending in deflection direction of the membrane (28), which has at least one gas passage opening (22). 52), of which as Ringk ammer trained chamber is enclosed, whose side facing away from the chamber interior communicates with the gas outlet (62) of the pressure control valve and on the chamber interior wall facing the sleeve (42) designed as a valve spool valve member (40) between an open position in which the valve member, the gas passage opening completely releases, and a closed position in which the valve member completely closes the gas passage opening, is slidably movable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil für eine Kurbelgehäuse-Entlüftung eines Hubkolben-Verbrennungsmotors, und zwar vorzugsweise ein Druckregelventil für einen Einbau in eine von einem Kurbelgehäuse zu einer Luft-Ansaugstelle eines Motors führende Entlüftungsleitung, durch die sogenannte Blow-by-Gase aus dem Kurbelgehäuse in die Verbrennungsräume des Motors zurückgeführt werden – bei der Ansaugstelle handelt es sich typischerweise um das Ansaugrohr des Motors, die Entlüftungsleitung könnte aber auch an das Luftfilter des Motors angeschlossen sein.The invention relates to a pressure control valve for a crankcase ventilation of a reciprocating internal combustion engine, preferably a pressure control valve for installation in a leading from a crankcase to an air intake point of an engine vent line, by the so-called blow-by gases from the crankcase in the combustion chambers of the engine are returned - the intake is typically the intake manifold of the engine, but the vent could also be connected to the air filter of the engine.

Da es sich bei den Blow-by-Gasen um diejenigen Gase handelt, welche aus den Verbrennungsräumen des Motors an den Kolbenringen vorbei in das Kurbelgehäuse des Motors gelangen, ist die Einstellung eines nicht zu großen Unterdrucks im Kurbelgehäuse erwünscht, und zwar die Einstellung eines möglichst konstanten Unterdrucks. Da der Unterdruck an der Ansaugstelle des Motors je nach Betriebszustand des Motors stark schwankt, wird in die Kurbelgehäuse-Entlüftungsleitung ein Druckregelventil eingebaut, und zwar vorzugsweise zu dem Zweck, einen zu großen Druckabfall im Kurbelgehäuse zu verhindern – ein zu hoher Unterdruck im Kurbelgehäuse hätte eine Beschädigung von Dichtelementen am Kurbelgehäuse, aber auch ein unerwünschtes Absaugen von Gasen aus den Verbrennungsräumen des Motors in das Kurbelgehäuse zur Folge.Since the blow-by gases are those gases which pass from the combustion chambers of the engine past the piston rings in the crankcase of the engine, the setting of a not too large negative pressure in the crankcase is desirable, namely the setting of a possible constant negative pressure. Since the vacuum at the intake of the engine varies widely depending on the operating condition of the engine, a pressure control valve is installed in the crankcase ventilation line, preferably for the purpose of preventing excessive pressure drop in the crankcase - too high a negative pressure in the crankcase would have Damage to sealing elements on the crankcase, but also an undesirable suction of gases from the combustion chambers of the engine in the crankcase result.

Aus der DE 101 55 177 A1 ergibt sich ein Druckregelventil mit einem Ventilgehäuse, das ein eine Ventilkammer aufnehmendes Gehäuseunterteil, einen Gehäusedeckel und eine in einer Draufsicht kreisscheibenförmige, flexible Membran aufweist, die im Bereich ihres Außenumfangs abgedichtet zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Gehäusedeckel eingespannt ist und der Betätigung eines Ventilglieds dient. In einen zentralen Bereich des Bodens des Gehäuseunterteils mündet ein im eingebauten Zustand mit dem Motor-Ansaugrohr kommunizierender Absaugstutzen, und in einen Umfangswandbereich des Gehäuseunterteils mündet ein Ansaugstutzen, der bei eingebautem Druckregelventil mit dem Kurbelgehäuse kommuniziert. Der Gehäusedeckel ist nach oben gewölbt und bildet zusammen mit der Membran eine mit der Atmosphäre kommunizierende Belüftungskammer (der Atmosphärendruck stellt also einen auf die Membran wirkenden Referenzgasdruck dar). Das Ventilglied besteht im Wesentlichen aus einer mit dem Absaugstutzen koaxialen Hülse, welche bei geschlossenem Druckregelventil mit ihrem unteren freien Ende gegen den einen Ventilsitz bildenden Boden des Gehäuseunterteils anliegt, und an den oberen Rand dieser Hülse ist ein flanschartiger Auflagebereich für die Membran angeformt, welcher mit der Membran gasdicht verbunden sein muss und ein Widerlager für eine Ventilglied-Rückstellfeder bildet, die als Schraubendruckfeder gestaltet ist und sich auf dem Boden des Gehäuseunterteils als dem zweiten Widerlager abstützt; dabei ist die Rückstellfeder so bemessen, dass sie in der Ruhelage der Membran das Druckregelventil öffnet, das heißt das Ventilglied vom Boden des Gehäuseunterteils abhebt, so dass der Ansaugstutzen und der Absaugstutzen des Druckregelventils miteinander kommunizieren. Damit der zentrale Bereich der Membran, das heißt der die Ventilglied-Hülse überspannende Membranbereich, durch hohe, im Absaugstutzen herrschende Unterdrücke nicht übermäßig verformt und dadurch die Membran beschädigt werden kann, weist das in 1 der DE 101 55 177 A1 dargestellte bekannte Druckregelventil einen von unten gegen den zentralen Membranbereich anliegenden Stützteller auf, welcher sich über mehrere, im Abstand voneinander angeordnete Stützstege auf dem Boden des Gehäuseunterteils abstützt – durch die zwischen diesen Stützstegen vorhandenen Öffnungen hindurch kommuniziert der Ansaugstutzen mit dem Absaugstutzen, wenn das Druckregelventil nicht geschlossen ist. Zwischen dem eingespannten Außenrand der Membran und dem in einem radialen Abstand von der Umfangswand des Gehäuseunterteils endenden Membran-Auflagebereich des Ventilglieds weist die Membran einen im Querschnitt rinnenartigen Ringbereich auf, welcher eine Auslenkung der Membran in Richtung senkrecht zum Boden des Gehäuseunterteils ermöglicht. Unterschreitet der im Absaugstutzen herrschende Unterdruck den für das Kurbelgehäuse gewünschten Unterdruck, wird die Membran entgegen der Wirkung der entsprechend dimensionierten Rückstellfeder nach unten gezogen und legt die Hülse des Ventilglieds gegen den Boden des Gehäuseunterteils an, so dass das Druckregelventil schließt; überschreitet der im Kurbelgehäuse herrschende Druck hingegen das für das Kurbelgehäuse gewünschte Druckniveau, wird das Ventilglied durch die Rückstellfeder vom Boden des Gehäuseunterteils abgehoben (unter entsprechender Auslenkung der Membran nach oben) so dass das Druckregelventil öffnet. Der mit den Stützstegen versehene Stützteller kann entweder mit dem Boden des Gehäuseunterteils oder mit der Membran fest verbunden sein – wenn das Druckregelventil öffnet, hebt im einen Fall die Membran vom Stützteller und im anderen Fall der Stützteller vom Boden des Gehäuseunterteils ab.From the DE 101 55 177 A1 results in a pressure control valve with a valve housing having a valve chamber receiving housing lower part, a housing cover and a circular disk-shaped in a plan view, flexible membrane which is clamped sealed in the region of its outer periphery between the housing lower part and the housing cover and the actuation of a valve member is used. In a central region of the bottom of the housing base opens in the installed state communicates with the engine intake manifold suction, and in a peripheral wall portion of the housing base opens an intake manifold, which communicates with built-pressure control valve with the crankcase. The housing cover is curved upwards and together with the membrane forms a ventilation chamber communicating with the atmosphere (the atmospheric pressure thus represents a reference gas pressure acting on the membrane). The valve member consists essentially of a coaxial with the suction sleeve, which rests with closed pressure control valve with its lower free end against the valve seat forming a bottom of the housing base, and at the upper edge of this sleeve, a flange-like bearing area for the membrane is formed, which with the membrane must be gas-tight and forms an abutment for a valve member return spring, which is designed as a helical compression spring and is supported on the bottom of the housing base as the second abutment; In this case, the return spring is dimensioned such that it opens the pressure regulating valve in the rest position of the membrane, that is, the valve member lifts off from the bottom of the housing base, so that the intake manifold and the suction of the pressure control valve communicate with each other. Thus, the central region of the membrane, that is, the valve member sleeve spanning membrane area, not excessively deformed by high, prevailing in the suction nozzle negative pressure and thereby the membrane can be damaged, has in 1 of the DE 101 55 177 A1 shown known pressure control valve on a voltage applied from below against the central membrane area support plate, which is supported by a plurality of spaced support webs on the bottom of the housing base - through existing between these support webs openings communicates with the intake manifold with the suction when the pressure control valve is not closed is. Between the clamped outer edge of the membrane and the membrane support region of the valve member terminating at a radial distance from the peripheral wall of the housing lower part, the membrane has a ring-shaped annular region, which allows a deflection of the membrane in the direction perpendicular to the bottom of the housing lower part. If the negative pressure prevailing in the extraction nozzle falls below the desired negative pressure for the crankcase, the membrane is pulled down against the action of the correspondingly dimensioned return spring and applies the sleeve of the valve member against the bottom of the housing lower part, so that the pressure regulating valve closes; However, exceeds the pressure prevailing in the crankcase pressure desired for the crankcase pressure level, the valve member is lifted by the return spring from the bottom of the housing base (with appropriate deflection of the diaphragm up) so that the pressure control valve opens. The support plate provided with the support webs may be either firmly connected to the bottom of the housing base or with the membrane - when the pressure control valve opens, in one case lifts the membrane from the support plate and in the other case the support plate from the bottom of the housing base.

Das vorstehend beschriebene bekannte Druckregelventil hat zwar den Vorteil, dass die Membran infolge des Stütztellers vor schädlichen Auswirkungen hoher Unterdrücke im Motor-Ansaugrohr und damit im Absaugstutzen des Druckregelventils geschützt ist (sieht man von dem schmalen Ringbereich der Membran über dem funktionsnotwendigen Ringspalt zwischen dem Stützteller und der Ventilglied-Hülse ab), da das Ventilglied in der vom Gehäuseunterteil gebildeten Kammer nur durch die flexible Membran und durch die als Schraubendruckfeder gestaltete Rückstellfeder gehalten wird, sind aber die Schließ- und Öffnungsbewegungen des Ventilglieds nicht exakt definiert, so dass sich z. B. das Ventilglied im Zuge seiner Schließbewegung an dem am Gehäuseunterteil befestigten Stützteller verkanten kann und dann das Druckregelventil nicht mehr richtig schließt, und entsprechendes gilt für die Öffnungsbewegung des Ventilglieds. Da das Ventilglied im Zuge des Regelprozesses schnell oszilliert, schlägt das Ventilglied bei jedem Schließvorgang auf den vom Boden des Gehäuseunterteils gebildeten Ventilsitz auf, was sich durch hörbare Geräusche und Vibrationen bemerkbar macht.Although the known pressure regulating valve described above has the advantage that the membrane is protected as a result of the support plate against harmful effects of high negative pressures in the engine intake manifold and thus in the suction of the pressure control valve (seen from the narrow annular region of the membrane on the functionally necessary annular gap between the support plate and the valve member sleeve from), since the valve member in the chamber formed by the lower housing part only by the flexible Diaphragm and is held by the designed as a helical compression spring return spring, but the closing and opening movements of the valve member are not defined exactly, so that z. B. can tilt the valve member in the course of its closing movement of the attached to the lower housing support plate and then the pressure control valve does not close properly, and the same applies to the opening movement of the valve member. Since the valve member oscillates quickly in the course of the control process, the valve member strikes on each of the closing action on the valve seat formed by the bottom of the housing base, which is noticeable by audible noise and vibration.

Aus der DE 10 2005 043 198 A1 ergibt sich eine Trägheits-Abscheidevorrichtung zum Entfernen von Partikeln aus der Gasströmung einer Kurbelgehäuse-Entlüftung, wobei diese Abscheidevorrichtung ein Druckregelventil enthält. Bei den in den 1 bis 22 dieses Dokuments dargestellten Ausführungsformen dieses Druckregelventils wird ein von einer Membran betätigtes Ventilglied von einer verschiebbaren Platte oder einer verdrehbaren Scheibe gebildet, welche mit einem plattenartigen Element zusammenwirkt, das Gas-Durchtrittsöffnungen aufweist, die durch Bewegen des Ventilglieds freigegeben und ganz oder teilweise verschlossen werden können. Die in den 23 und 24 dieses Dokuments dargestellten Ausführungsformen weisen kolbenartig gestaltete Ventilglieder auf, welche nicht durch eine Membran betätigt werden.From the DE 10 2005 043 198 A1 results in an inertial separation device for removing particles from the gas flow of a crankcase ventilation, said separation device includes a pressure regulating valve. In the in the 1 to 22 This document illustrated embodiments of this pressure control valve is formed by a diaphragm actuated valve member of a displaceable plate or a rotatable disc, which cooperates with a plate-like member having gas passage openings, which can be released by moving the valve member and completely or partially closed. The in the 23 and 24 Embodiments of this document have piston-shaped valve members which are not actuated by a diaphragm.

Schließlich ergibt sich aus der KR 10 2007 0 060 912 A ein Steuerventil für die Durchspülung des Kurbelgehäuses eines Hubkolben-Verbrennungsmotors mit einem aus dem Ansaugtrakt des Motors stammenden Luftstrom; diese Spülung des Kurbelgehäuses mit Luft wird durch den von einer Drosselklappe des Motors im Ansaugtrakt erzeugten Unterdruck bewirkt, und zwar dadurch, dass eine Luft-Zuführleitung zum Kurbelgehäuse vor der Drosselklappe und eine Rückführleitung vom Kurbelgehäuse nach der Drosselklappe an den Ansaugtrakt angeschlossen werden. Würde der Volumenstrom dieser Luftspülung nicht durch ein solches Steuerventil begrenzt, würde ein großer Mengenanteil der Ansaugluft des Motors durch das Kurbelgehäuse und an der Drosselklappe vorbei geleitet, was zur Folge hätte, dass der Motorbetrieb nicht oder nur noch sehr begrenzt durch die Drosselklappe gesteuert werden könnte. Ein Ventilglied des Steuerventils wird ausschließlich durch den durch die Drosselklappe im Ansaugtrakt erzeugten Unterdruck entgegen der Wirkung einer Feder ausgelenkt und steuert dadurch den Öffnungsgrad von Gas-Durchtrittsöffnungen des Steuerventils. Der im Kurbelgehäuse herrschende Druck ist eine Funktion der Größe des Volumenstroms, der über die Luftzuführleitung durch das Kurbelgehäuse hindurchgesaugt wird. Anders als bei dem sich aus der DE 101 55 177 A1 ergebenden Druckregelventil ist bei dem bekannten Steuerventil die Stellung seines Ventilglieds unabhängig von dem im Kurbelgehäuse herrschenden Druck.Finally, it follows from the KR 10 2007 0 060 912 A a control valve for purging the crankcase of a reciprocating internal combustion engine with a coming from the intake manifold of the engine air flow; this purge of the crankcase with air is effected by the negative pressure generated by a throttle of the engine in the intake tract, namely, that an air supply line to the crankcase before the throttle valve and a return line from the crankcase to the throttle valve are connected to the intake. If the volume flow of this air purge is not limited by such a control valve, a large proportion of the intake air of the engine would pass through the crankcase and past the throttle, with the result that engine operation could not or only very limited controlled by the throttle , A valve member of the control valve is deflected solely by the negative pressure generated by the throttle in the intake tract against the action of a spring and thereby controls the degree of opening of gas passages of the control valve. The pressure prevailing in the crankcase is a function of the magnitude of the volumetric flow which is drawn through the crankcase via the air supply line. Unlike the one from the DE 101 55 177 A1 resulting pressure control valve is the position of its valve member regardless of the pressure prevailing in the crankcase in the known control valve.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das sich aus der DE 101 55 177 A1 ergebende Druckregelventil dahingehend zu verbessern, dass es eine größere Funktionssicherheit aufweist und/oder sich kostengünstiger herstellen lässt.The invention was based on the object resulting from the DE 101 55 177 A1 resulting pressure control valve to the effect that it has a greater reliability and / or can be produced more cheaply.

Ausgehend von einem Druckregelventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils dieses Anspruchs gelöst.Starting from a pressure regulating valve having the features of the preamble of claim 1, this object is achieved according to the invention with the features of the characterizing part of this claim.

Wie bei sogenannten Schieberventilen üblich, ist bei dem erfindungsgemäßen Druckregelventil das Ventilglied bei seiner Gleitbewegung am hohlzylindrischen Wandbereich der Kammer zwangsgeführt und arbeitet deshalb stets funktionssicher, und wie sich aus dem Folgenden noch ergeben wird, muss bei dem erfindungsgemäßen Druckregelventil die Membran den insbesondere als Absaugstutzen gestalteten Gasabfluss nicht überspannen, so dass der Stützteller des sich aus der DE 101 55 177 A1 ergebenden Druckregelventils und dessen Montage entfallen können – der mit der mindestens einen Gasdurchtrittsöffnung versehene zweite Wandbereich der Ventilkammer kann ohne weiteres an das Ventilgehäuse angeformt oder so gestaltet werden, dass er in das Ventilgehäuse eingesteckt wird, insbesondere dann, wenn er von einem Absaugstutzen gebildet wird, so wie dies bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Druckregelventils der Fall ist. Schließlich eignet sich das erfindungsgemäße Druckregelventil auch viel besser für schnelle Druckregelvorgänge als das bekannte Druckregelventil, bei dem das Ventilglied bei jedem Schließvorgang auf dem Ventilsitz aufschlägt und entweder der Stützteller mit der Membran bewegt werden muss oder die Membran bei jedem Schließvorgang des Druckregelventils auf den Stützteller aufschlägt, so dass bei dem bekannten Ventil ein Prellen des Ventilglieds und der Membran auftreten kann.As usual with so-called slide valves, in the pressure control valve according to the invention the valve member is forcibly guided in its sliding movement on the hollow cylindrical wall portion of the chamber and therefore always operates functionally reliable, and as will be apparent from the following, in the pressure control valve according to the invention, the membrane designed in particular as suction Do not overstretch gas drain, so that the backing pad of the out of the DE 101 55 177 A1 resulting pressure control valve and its assembly can be omitted - provided with the at least one gas passage opening second wall portion of the valve chamber can be easily formed on the valve housing or designed so that it is inserted into the valve housing, especially if it is formed by a suction nozzle, as is the case in preferred embodiments of the pressure control valve according to the invention. Finally, the pressure control valve according to the invention is also much better for fast pressure control operations than the known pressure control valve, in which the valve member strikes the valve seat during each closing operation and either the support plate must be moved with the membrane or the membrane strikes the support plate at each closing operation of the pressure control valve , so that in the known valve bouncing of the valve member and the membrane may occur.

Bei einem erfindungsgemäßen Druckregelventil bedarf es keines Ventilsitzes für das Ventilglied, und das Druckregelventil muss auch nicht unbedingt einen Anschlag für das Ventilglied aufweisen, gegen den das letztere in seiner Schließstellung anliegt.In a pressure control valve according to the invention, there is no need for a valve seat for the valve member, and the pressure control valve must not necessarily have a stop for the valve member, against which the latter rests in its closed position.

Der hohlzylindrische zweite Wandbereich kann einen Absaugstutzen des Druckregelventils bilden, an seinem der Membran benachbarten Ende gasdicht verschlossen sein oder durch einen Deckel des Ventilgehäuses gasdicht verschlossen werden und eine einfache und gute Führung für das Ventilglied bilden.The hollow cylindrical second wall portion may form a suction nozzle of the pressure control valve, be sealed gas-tight at its end adjacent to the membrane or sealed gas-tight by a cover of the valve housing and form a simple and good guide for the valve member.

Es wird noch darauf hingewiesen, dass der hohlzylindrische zweite Wandbereich nicht kreiszylindrisch sein muss, sondern z. B. einen Querschnitt in Form eines Polygons haben kann.It should be noted that the hollow cylindrical second wall portion does not have to be circular cylindrical, but z. B. may have a cross section in the form of a polygon.

Vorteilhafterweise besitzt der hohlzylindrische zweite Wandbereich mehrere Gasdurchtrittsöffnungen, die so gestaltet und/oder angeordnet sein können, dass sie durch das Ventilglied gleichzeitig oder nacheinander verschlossen oder freigegeben werden, wenn sich letzteres seiner Schließstellung nähert oder von dieser entfernt. Letzteres kann aber z. B. auch dadurch bewirkt werden, dass zwar die Gasdurchtrittsöffnungen in einer zur Zylinderachse des hohlzylindrischen zweiten Wandbereichs senkrechten Ebene angeordnet sind, ein von der Membran abgewandter freier Rand der Ventilglied-Hülse jedoch eine Ebene definiert, welche gegenüber einer zur Zylinderachse des hohlzylindrischen zweiten Wandbereichs senkrechten Ebene geneigt ist.Advantageously, the hollow cylindrical second wall portion has a plurality of gas passage openings, which may be designed and / or arranged so that they are closed or released simultaneously or sequentially by the valve member when the latter approaches its closed position or away from it. The latter can but z. B. also be effected in that although the gas passage openings are arranged in a direction perpendicular to the cylinder axis of the hollow cylindrical second wall portion level, a remote from the membrane free edge of the valve member sleeve defines a plane which is perpendicular to a cylinder axis of the hollow cylindrical second wall portion Plane is inclined.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Druckregelventils ist die Membran ringförmig, gegebenenfalls aber auch rahmenförmig gestaltet und sowohl im Bereich ihres Außenumfangs als auch im Bereich ihres Innenumfangs am Ventilgehäuse gasdicht befestigt. Zu diesem Zweck kann die Membran zwischen einem die Ventilkammer aufnehmenden Gehäuseunterteil und einem Deckel des Ventilgehäuses angeordnet und eingespannt sein, und da der zweite Wandbereich der Ventilkammer hohlzylindrisch gestaltet ist, kann die Membran im Bereich ihres Innenumfangs auch zwischen diesem zweiten Wandbereich und dem Ventilgehäusedeckel gasdicht eingespannt sein.In preferred embodiments of the pressure control valve according to the invention, the membrane is annular, but optionally also designed as a frame and attached gas-tight both in the region of its outer periphery and in the region of its inner circumference on the valve housing. For this purpose, the membrane may be arranged and clamped between a valve housing receiving housing lower part and a cover of the valve housing, and since the second wall portion of the valve chamber is designed as a hollow cylinder, the membrane can be gas-tight clamped in the region of its inner circumference between this second wall portion and the valve housing cover be.

Es empfiehlt sich, das Ventilglied (ebenso wie bei dem vorstehend als erstes beschriebenen bekannten Druckregelventil) mit einem sich quer zu seiner Bewegungsrichtung erstreckenden Auflagebereich für die Membran zu versehen; dieser wird dann insbesondere von einem Ringflansch gebildet, wenn dieser die Hülse des Ventilglieds in radialer Richtung überragt. Auf diese Weise wird dann das Ventilglied durch einen verhältnismäßig großflächigen Bereich der Membran betätigt, das heißt in Richtung auf seine Schließstellung verschoben.It is advisable to provide the valve member (as well as in the known pressure regulating valve described above first) with a support region for the membrane extending transversely to its direction of movement; this is then formed in particular by an annular flange, when this projects beyond the sleeve of the valve member in the radial direction. In this way, the valve member is then actuated by a relatively large area of the membrane, that is displaced in the direction of its closed position.

Wenn die Membran (wie bei bevorzugten Ausführungsformen) nicht scheibenförmig ist, empfiehlt es sich, die Membran so zu gestalten, dass die nicht ausgelenkte Membran radial innerhalb ihres Außenumfangs sowie radial außerhalb ihres Innenumfangs Walkbereiche, nämlich im Querschnitt rinnenartige Ringbereiche aufweist, damit sich der das Ventilglied betätigende Membranbereich als Ganzes in Verschieberichtung des Ventilglieds bewegen kann – der Auflagebereich des Ventilglieds liegt dann zwischen diesen rinnenartigen Ringbereichen. Um für den radial inneren rinnenartigen Ringbereich hinreichend Platz zu schaffen, ist bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Druckregelventils das Ventilglied zwischen seiner Hülse und seinem Membran-Auflagebereich abgestuft. Ist die Membran zwischen einem Gehäuseunterteil und einem Ventilgehäusedeckel angeordnet, lässt sich ein auf die Membran einwirkender Referenzgasdruck am einfachsten dadurch herbeiführen, dass der zwischen der Membran und dem Deckel befindliche Bereich des Druckregelventils mit der Atmosphäre kommuniziert, z. B. dadurch, dass der Deckel eine oder mehrere Öffnungen aufweist.If the membrane (as in preferred embodiments) is not disc-shaped, it is advisable to design the membrane so that the non-deflected membrane radially inside its outer circumference and radially outside its inner circumference Walk regions, namely in cross-section channel-like annular areas, so that the Valve member actuated diaphragm region as a whole in the direction of displacement of the valve member can move - the support region of the valve member is then located between these groove-like annular regions. In order to provide sufficient space for the radially inner groove-like annular region, in preferred embodiments of the pressure control valve according to the invention the valve member is stepped between its sleeve and its membrane support region. If the membrane is arranged between a lower housing part and a valve housing cover, a reference gas pressure acting on the membrane can be brought about most simply by the area of the pressure regulating valve located between the membrane and the cover communicating with the atmosphere, e.g. B. in that the lid has one or more openings.

Wie sich bereits aus dem Vorstehenden ergibt, zeichnen sich bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Druckregelventils dadurch aus, dass der hohlzylindrische zweite Wandbereich der Ventilkammer einen Hohlraum bildet, über den sich die Membran nicht erstreckt (in Richtung der Zylinderachse gesehen) und dessen eines Ende verschlossen ist oder durch einen Ventilgehäusedeckel verschlossen wird.As already apparent from the above, preferred embodiments of the pressure control valve according to the invention are characterized in that the hollow cylindrical second wall portion of the valve chamber forms a cavity over which the membrane does not extend (viewed in the direction of the cylinder axis) and whose one end is closed or is closed by a valve housing cover.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der beigefügten zeichnerischen Darstellung sowie der nachfolgenden Beschreibung einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckregelventils; die Zeichnung zeigt einen axialen Schnitt durch dieses Druckregelventil, und zwar durch das geöffnete Ventil.Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the appended claims and / or from the accompanying drawings and the following description of a particularly preferred embodiment of the pressure control valve according to the invention; the drawing shows an axial section through this pressure control valve, through the open valve.

Das in der Zeichnung dargestellte Druckregelventil hat ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Ventilgehäuse mit einem vorzugsweise topfförmig gestalteten Gehäuseunterteil 12 und einem Deckel 14, welcher bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Druckregelventils den oberen Rand des Gehäuseunterteils 12 übergreift. Schon an dieser Stelle sei bemerkt, dass das Druckregelventil vorzugsweise insgesamt zu einer Ventilachse 16 im Wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet ist.The pressure regulating valve shown in the drawing has as a whole with 10 designated valve housing with a preferably cup-shaped housing lower part 12 and a lid 14 which in preferred embodiments of the pressure control valve according to the invention, the upper edge of the housing lower part 12 overlaps. It should already be noted at this point that the pressure regulating valve preferably has a total of one valve axis 16 is designed substantially rotationally symmetrical.

In eine zentrale Öffnung 18 eines Bodens 20 des Gehäuseunterteils 12 ist ein Absaugstutzen 22 eingesetzt, welcher eine im Wesentlichen kreiszylindrische und zur Ventilachse 16 konzentrische Wand 22a besitzt und vorzugsweise mit dem Gehäuseboden 20 z. B. durch Kleben oder Schweißen fest verbunden ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist an die Wand 22a ein Ringbund 22b angeformt, welcher beim Einschieben des Absaugstutzens 22 in das Gehäuseunterteil 12 gegen den Gehäuseboden 20 angelegt wird und dadurch die Endposition des Absaugstutzens 22 so definiert, dass dessen oberes Ende mit dem oberen Ende einer Umfangswand 24 des Gehäuseunterteils 12 in einer Ebene liegt (und zwar vorzugsweise in einer zur Ventilachse 16 senkrechten Ebene).In a central opening 18 a floor 20 of the housing base 12 is a suction nozzle 22 used, which is a substantially circular cylindrical and the valve axis 16 concentric wall 22a has and preferably with the housing bottom 20 z. B. is firmly connected by gluing or welding. In the illustrated embodiment is against the wall 22a a ring collar 22b molded, which when inserting the suction 22 in the lower housing part 12 against the case back 20 is created and thereby the end position of the suction 22 defined so that its upper end with the upper end of a peripheral wall 24 of Housing bottom 12 lying in one plane (preferably in one of the valve axis 16 vertical plane).

Das Gehäuseunterteil 12 bildet zusammen mit dem Absaugstutzen 22 eine ringförmige Kammer 26, welche erfindungsgemäß oben durch eine flexible und in einer Draufsicht zumindest im Wesentlichen kreisringförmige Membran 28 begrenzt und dort gasdicht verschlossen wird. Letzteres kann dadurch bewerkstelligt werden, dass die elastische und insbesondere aus einem elastomeren Material hergestellte Membran 28 im Bereich ihres Außenumfangs 28a und ihres Innenumfangs 28b zwischen dem Deckel 14 und der Umfangswand 24 des Gehäuseunterteils 12 bzw. dem Absaugstutzen 22 eingespannt ist, nachdem der Deckel 14 z. B. durch Kleben oder Schweißen am Gehäuseunterteil 12 befestigt wurde. Alternativ oder zusätzlich kann die Membran 28 aber auch gasdicht mit der Umfangswand 24 und dem Absaugstutzen 22 verbunden sein, z. B. so, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist: Bei der gezeichneten bevorzugten Ausführungsform haben die Umfangswand 24 des Gehäuseunterteils 12 und die Wand 22a des Absaugstutzens 22 an ihren oberen Stirnseiten jeweils eine Ringnut 24a bzw. 22c, in die jeweils ein an die Membran 28 angeformter Kragen 30a bzw. 30b eingreift, wobei diese Kragen vorzugsweise in die Ringnuten eingeklebt oder in anderer Weise dort gasdicht befestigt sind.The lower housing part 12 forms together with the exhaust pipe 22 an annular chamber 26 , which according to the invention above by a flexible and in a plan view at least substantially annular membrane 28 limited and sealed there gas-tight. The latter can be accomplished by the elastic membrane, and in particular made of an elastomeric material 28 in the area of its outer circumference 28a and its inner circumference 28b between the lid 14 and the peripheral wall 24 of the housing base 12 or the suction nozzle 22 is clamped after the lid 14 z. B. by gluing or welding on the housing base 12 was attached. Alternatively or additionally, the membrane 28 but also gas-tight with the peripheral wall 24 and the suction nozzle 22 be connected, z. B. as shown in the drawing: In the illustrated preferred embodiment, the peripheral wall 24 of the housing base 12 and the wall 22a of the extraction nozzle 22 at their upper end faces in each case an annular groove 24a respectively. 22c , in each case one to the membrane 28 molded collar 30a respectively. 30b engages, these collars are preferably glued into the annular grooves or otherwise secured there gas-tight.

Damit die Membran 28 in Richtung der Ventilachse 16 leicht ausgelenkt werden kann, ohne dadurch auf die Dauer beschädigt zu werden, weist die Membran 28 unmittelbar neben ihrem Außenumfang 28a und ihrem Innenumfang 28b jeweils einen äußeren Walkbereich bzw. einen inneren Walkbereich auf; im Querschnitt könnten diese Walkbereiche wellenförmig gestaltet sein, bei der dargestellten Ausführungsform bilden sie jedoch zur Ventilachse 16 konzentrische rinnenartige Ringbereiche 32 bzw. 34, welche in Richtung auf den Gehäuseboden 20 über die von der Membran 28 definierte Ebene vorstehen.So that the membrane 28 in the direction of the valve axis 16 can be easily deflected without being damaged in the long run, the membrane has 28 right next to its outer circumference 28a and its inner circumference 28b in each case an outer walk area or an inner walk area; In cross-section, these walk areas could be wavy, but in the illustrated embodiment they form the valve axis 16 concentric groove-like ring areas 32 respectively. 34 pointing towards the case back 20 over from the membrane 28 project defined level.

Ein in Richtung der Ventilachse 16 bewegliches Ventilglied 40 des Druckregelventils besteht aus einer Hülse 42 und einem Ringflansch 44; die Hülse 42 ist erfindungsgemäß auf der Außenwandfläche der Wand 22a verschiebbar geführt, und zwar möglichst passgenau, so dass sich die Hülse 42 zwar leicht auf der Wand 22a verschieben lässt, zwischen den aufeinander gleitenden Flächen der Hülse 42 und der Wand 22a jedoch keine nennenswerten Gasmengen hindurchströmen können. Der Ringflansch 44 bildet einen zu der von der Membran 28 definierten Ebene parallelen Auflagebereich 44a für die Membran 28 und ist zwischen diesem Auflagebereich und der Hülse 42 abgestuft, um Platz für den inneren Ringbereich 34 zu schaffen. Wie die Zeichnung zeigt, liegt der Auflagebereich 44a zwischen dem äußeren Ringbereich 32 und dem inneren Ringbereich 34 der Membran 28.One in the direction of the valve axis 16 movable valve member 40 the pressure control valve consists of a sleeve 42 and a ring flange 44 ; the sleeve 42 is according to the invention on the outer wall surface of the wall 22a slidably guided, and as accurately as possible, so that the sleeve 42 Although light on the wall 22a shift between the sliding surfaces of the sleeve 42 and the wall 22a However, no appreciable amounts of gas can flow through. The ring flange 44 forms one to that of the membrane 28 defined plane parallel support area 44a for the membrane 28 and is between this support area and the sleeve 42 graded to make room for the inner ring area 34 to accomplish. As the drawing shows, is the support area 44a between the outer ring area 32 and the inner ring area 34 the membrane 28 ,

Die Zeichnung zeigt das Druckregelventil in seinem vollständig geöffneten Zustand, in dem sich das Ventilglied 40 in seiner Offenstellung befindet, das heißt in seiner gemäß der Zeichnung oberen Endstellung. Wenn kein nennenswerter Differenzdruck auf die Membran 28 einwirkt, wird das Ventilglied 40 durch eine entsprechend bemessene und vorzugsweise als Schraubendruckfeder gestaltete Rückstellfeder 50 in seiner Offenstellung gehalten; zu diesem Zweck stützt sich die Rückstellfeder 50 einerseits am Ventilglied 40, und zwar insbesondere an dessen Ringflansch 44, und andererseits am Gehäuseboden 20 des Gehäuseunterteils 12 ab.The drawing shows the pressure control valve in its fully open state in which the valve member 40 is in its open position, that is in its upper end position according to the drawing. If no significant differential pressure on the membrane 28 acts, the valve member 40 by a correspondingly dimensioned and preferably designed as a helical compression spring return spring 50 held in its open position; For this purpose, the return spring is supported 50 on the one hand on the valve member 40 , in particular at its annular flange 44 , and on the other hand on the housing bottom 20 of the housing base 12 from.

Die Wand 22a des Absaugstutzens 22 ist mit mehreren Gasdurchtrittsöffnungen 52 versehen, welche sich durch die Hülse 42 des Ventilglieds 40 zunächst bereichsweise und schließlich vollständig verschließen lassen, wenn das Ventilglied 40 durch die Membran 28 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 50 gemäß der Zeichnung nach unten bewegt wird. Für das Verschließen des erfindungsgemäßen Druckregelventils bedarf es also nicht notwendigerweise eines Ventilsitzes für das Ventilglied 40, da dessen Hülse 42 wie der Schieber eines Schieberventils wirkt und auch ohne einen Ventilsitz verhindern kann, dass Gas von der Kammer 26 durch die Gasdurchtrittsöffnungen 52 hindurch in das Innere des Absaugstutzens 22 eintritt.The wall 22a of the extraction nozzle 22 is with several gas passage openings 52 provided, which through the sleeve 42 of the valve member 40 first partially and finally completely close, when the valve member 40 through the membrane 28 against the action of the return spring 50 is moved downward in the drawing. For the closing of the pressure control valve according to the invention therefore does not necessarily require a valve seat for the valve member 40 because of its sleeve 42 As the slide of a slide valve acts and even without a valve seat can prevent gas from the chamber 26 through the gas passage openings 52 through into the interior of the extraction nozzle 22 entry.

Um die Kammer 26 zum Zweck einer Kurbelgehäuseentlüftung mit dem Kurbelgehäuse kommunizieren lassen zu können, weist das Gehäuseunterteil 12 mindestens eine Ansaugöffnung 60 auf, und das Innere des Absaugstutzens 22 bildet einen kanalartigen Gasabfluss 62, welcher mit einem Ansaugrohr eines Motors zu verbinden ist. Außerdem weist der Deckel 14 mindestens eine, bei der dargestellten Ausführungsform mehrere Belüftungsöffnungen 64 auf, über die der Atmosphärendruck als Referenzgasdruck an die Oberseite der Membran 28 angelegt wird.To the chamber 26 For the purpose of a crankcase ventilation to be able to communicate with the crankcase, has the lower housing part 12 at least one suction opening 60 on, and the interior of the exhaust 22 forms a channel-like gas drain 62 which is to be connected to an intake pipe of an engine. In addition, the lid points 14 at least one, in the illustrated embodiment, a plurality of ventilation openings 64 on, via which the atmospheric pressure as the reference gas pressure to the top of the membrane 28 is created.

Sinkt bei geöffnetem Druckregelventil der im Kurbelgehäuse herrschende Unterdruck zu stark ab, überwindet die Membran 28 die Kraft der Rückstellfeder 50 und bewegt das Ventilglied 40 nach unten, so dass die Gasdurchtrittsöffnungen 52 durch die Hülse 42 verschlossen werden und der Unterdruck im Kurbelgehäuse nicht weiter absinken kann. Bei geschlossenem Druckregelventil wird durch das im Motorbetrieb in das Kurbelgehäuse übertretende Blow-by-Gas der Gasdruck im Kurbelgehäuse wieder erhöht, was dazu führt, dass das Ventilglied 40 durch die Rückstellfeder 50 aus seiner Schließstellung nach oben gedrückt wird und die Gasdurchtrittsöffnungen 52 wieder freigibt. Das erfindungsgemäße Druckregelventil führt auf diese Weise einen schnellen Regelprozess durch, währenddessen es immer wieder kurzzeitig schließt und öffnet und so den Kurbelgehäusedruck im Wesentlichen konstant hält.If the pressure prevailing in the crankcase drops too low when the pressure control valve is open, the membrane overcomes 28 the force of the return spring 50 and moves the valve member 40 down, leaving the gas passages 52 through the sleeve 42 be closed and the negative pressure in the crankcase can not fall further. When the pressure control valve is closed, the gas pressure in the crankcase is increased again due to the blow-by gas that passes into the crankcase during engine operation, which causes the valve member 40 by the return spring 50 is pushed up from its closed position and the gas passage openings 52 releases again. The pressure control valve according to the invention thus performs a fast control process, during which it repeatedly closes and opens for a short time, thus keeping the crankcase pressure substantially constant.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Druckregelventils ist darin zu sehen, dass bei geschlossenem Ventil der an der Ansaugstelle des Motors herrschende Unterdruck nicht auf die Membran 28 einwirken kann – bei der zeichnerisch dargestellten bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Membran 28 nicht über denjenigen Bereich des Druckregelventils, an welchen der an der Ansaugstelle des Motors herrschende Unterdruck angelegt wird, der Absaugstutzen 22 könnte oben aber auch eine den Absaugstutzen gasdicht verschließende Stirnwand haben oder durch den Deckel 14 gasdicht verschlossen werden.A significant advantage of the pressure control valve according to the invention is the fact that with the valve closed, the pressure prevailing at the suction point of the engine vacuum is not on the membrane 28 can act - in the illustrated preferred embodiment, the membrane extends 28 not over that area of the pressure regulating valve to which the negative pressure prevailing at the suction point of the engine is applied, the suction nozzle 22 could above but also have the exhaust nozzle gastight occlusive end wall or through the lid 14 be sealed gas-tight.

Das erfindungsgemäße Druckregelventil ist so gestaltet, dass der im Kurbelgehäuse herrschende Druck nur von der wirksamen Fläche der Membran und von der Kraft bzw. der Federkennlinie der Rückstellfeder 50 abhängt.The pressure control valve according to the invention is designed so that the pressure prevailing in the crankcase pressure only of the effective area of the membrane and of the force or the spring characteristic of the return spring 50 depends.

Anstelle eines in das Gehäuseunterteil 12 eingesetzten Absaugstutzens 22 könnte bei dem erfindungsgemäßen Druckregelventil an das Gehäuseunterteil 12 auch eine einen Hohlzylinder bildende Wand angeformt sein, auf der und längs der das Ventilglied 40 verschiebbar geführt ist.Instead of one in the lower housing part 12 used exhaust nozzle 22 could in the pressure control valve according to the invention to the lower housing part 12 Also be formed a wall forming a hollow cylinder, on and along which the valve member 40 slidably guided.

Claims

Pressure control valve for a crankcase ventilation of a reciprocating internal combustion engine, which has a gas intake opening ( 60 ) and a gas drain ( 62 ) and a valve housing ( 10 ) with a chamber ( 26 ), one of a flexible, deflectable towards the interior of the chamber membrane ( 28 ) and the gas inlet opening which can be connected to the crankcase and has a membrane which counteracts the action of a return spring ( 50 ) movable in the deflection direction of the membrane, extending in this direction sleeve ( 42 ) forming valve member ( 40 ), wherein the side remote from the interior of the chamber of the valve housing fixedly sealed membrane is acted upon by a reference gas pressure, characterized in that the chamber ( 26 ) in the direction of deflection of the membrane ( 28 ) extending hollow cylindrical second wall area ( 22a ), which at least one gas passage opening ( 52 ), is enclosed by the designed as an annular chamber chamber whose side facing away from the chamber interior side with the gas outlet ( 62 ) of the pressure control valve communicates and on the chamber interior facing the wall surface of the sleeve ( 42 ) designed as a valve spool valve member ( 40 ) between an open position, in which the valve member completely releases the gas passage opening, and a closed position, in which the valve member completely closes the gas passage opening, is slidably movable.

Pressure control valve according to claim 1, characterized in that the hollow cylindrical second wall region has a plurality of gas passage openings.

Pressure control valve according to claim 2, characterized in that the gas passage openings in a cylinder axis ( 16 ) of the hollow cylindrical second wall portion vertical plane are arranged.

Pressure control valve according to claim 3, characterized in that an edge remote from the membrane of the valve member sleeve defines a plane perpendicular to the cylinder axis of the hollow cylindrical second wall portion.

Pressure control valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the membrane - seen in the direction of the cylinder axis of the hollow cylindrical second wall portion - circular shaped and both in the region of its outer periphery ( 28a ) as well as in the region of its inner circumference ( 28b ) is attached to the valve body.

Pressure control valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve member has a transversely extending to its direction of support area ( 44a ) has for the membrane.

Pressure control valve according to claims 5 and 6, characterized in that the bearing area of a sleeve flange projecting beyond the annular flange ( 44 ) is formed.

Pressure control valve according to one of claims 5 to 7, characterized in that the non-deflected membrane radially inside its outer periphery and radially outside its inner periphery in cross-section groove-like annular areas ( 32 respectively. 34 ) having.

Pressure regulating valve according to one of claims 6 to 8, characterized in that the bearing region of the valve member between the outer and the inner periphery of the membrane is arranged and spaced therefrom.

Pressure control valve according to claims 7 to 9, characterized in that in a longitudinal section through the valve member, this is stepped between its sleeve and its support area.

Pressure control valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that the membrane between a chamber receiving housing lower part ( 12 ) and a lid ( 14 ) of the valve housing is arranged.

Pressure control valve according to claim 11, characterized in that the region of the pressure regulating valve located between the membrane and the cover communicates with the atmosphere.

Pressure control valve according to claims 5 and 11, characterized in that the membrane is clamped both in the region of its outer periphery and in the region of its inner periphery between the lower housing part and the lid.

Pressure control valve according to one of claims 5 to 10, characterized in that the hollow cylindrical second wall portion forms a cavity over which - seen in the direction of the cylinder axis - the membrane does not extend.

Pressure control valve according to one of claims 1 to 14, characterized in that designed as a helical compression spring return spring on the one hand on a floor ( 20 ) of the chamber and on the other hand supported on the valve member.