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Die
Erfindung betrifft ein Druckregelventil für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Aus der
DE 40 22 129 A1 ist ein Druckregelventil
für den
Einbau in eine Entlüftungsleitung
an einer Brennkraftmaschine bekannt, in dessen Ventilgehäuse eine
Ventilanordnung in der Strömungsverbindung
zwischen einem Eingang und einem Ausgang vorgesehen ist. Der Eingang
des Ventilgehäuses
ist mit dem Kurbelgehäuse
der Brennkraftmaschine verbunden, während an den Ausgang des bekannten
Druckregelventils das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeschlossen
ist. Aufgrund des höheren
Unterdrucks im Saugrohr werden Gase aus dem Kurbelgehäuse abgesaugt.
Bei zu hohen Druckunterschieden zwischen Ausgang und Eingang des
Druckregelventils schließt die
Ventilanordnung die zur Verfügung
stehende Ventilöffnung
im Inneren des Ventilgehäuses,
so daß der
Gasdurchgang unterbrochen ist. Um auch bei großen Schwankungen des Unterdrucks
im Saugrohr einen möglichst
konstanten Druck in dem zu entlüftenden
Raum zu schaffen, ist bei dem bekannten Druckregelventil eine mehrstufige
Ventilanordnung vorgesehen.
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Es
ist des weiteren bekannt, an dem Ventilgehäuse zwei Ausgänge vorzusehen,
um über
Entlüftungsleitungen
die Gase aus dem Kurbelgehäuse abzuführen. Dadurch
können
die abgesaugten Gase auch in Betriebspunkten, wenn in der einen
Entlüftungsleitung
ungünstige
Druckverhältnisse
herrschen, über
die andere Entlüftungsleitung
abgeführt werden.
Um eine Rückströmung zum
Kurbelgehäuse zu
unterbinden, ist in beiden Ausgängen
des Ventilgehäuses
ein nach außen öffnendes
Rückschlagventil
angeordnet. In manchen Betriebszuständen kann jedoch mit bekannten
Druckregelventilen aufgrund ungünstiger
Druckverhältnisse
in beiden Entlüftungsleitungen
eine Gasabsaugung nicht erfolgen. Derartige Druckregelventile werden
häufig
mit ihren Ausgängen
einerseits an das Saugrohr der Brennkraftmaschine in dessen Durchströmungsrichtung
hinter einer Drosselklappe angeordnet, während die andere Entlüftungsleitung
in den Ansaugbereich eines Laders der Brennkraftmaschine einmündet. Wird
im Motorleerlauf die Drosselklappe in eine geschlossene Stellung
geführt,
erfolgt die Entlüftung
des Kurbelgehäuses
zum Saugrohr hin, und die abgesaugten Kurbelgehäusegase werden hinter der Drosselklappe
in das Saugrohr abgeführt.
Bei geöffneter
Drosselklappe hingegen werden die abgesaugten Gase über den
alternativen Strömungsweg
durch den vom Lader erzeugten Unterdruck abgeführt. In unteren Lastbereichen
der Brennkraftmaschine ist jedoch eine Gasabsaugung aus dem Kurbelgehäuse häufig nicht möglich oder
unzureichend, da der vom Lader erzeugte Unterdruck zu gering ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Druckregelventil
für die
Entlüftung
einer Brennkraftmaschine derart weiterzubilden, daß bei einfacher
und kostengünstiger Bauweise
eine Entlüftung
in sämtlichen
Lastbereichen der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
in das Ventilgehäuse
eine Saugstrahlpumpe zu integrieren, welche unter Umgehung des Rückschlagventils
eines ersten Ausgangs von der an diesen Ausgang angeschlossenen
Entlüftungsleitung
gespeist ist. Die Saugstrahlpumpe erzeugt unter einem Überdruck
in der sie speisenden Entlüftungsleitung
einen Unterdruck im Ventilgehäuse,
welcher die zu entlüftenden Gase
beispielsweise aus einem Kurbelgehäuse durch den Eingang des Ventilgehäuses ansaugt.
Die Pumpendüse
der Saugstrahlpumpe ist an dem zweiten Ausgang des Pumpengehäuses angeschlossen, wodurch
sich eine Durchströmung
des Ventilgehäuses
vom ersten Ausgang zum zweiten Ausgang ergibt, welche die zu entlüftenden
Gase mitreißt
und über
die zweite Entlüftungsleitung
abführt.
Eine Rückströmung aus
der die Saugstrahlpumpe speisenden Entlüftungsleitung in das Ventilgehäuse ist dabei
durch das Rückschlagventil
ausgeschlossen. Durch die Integration der Saugstrahlpumpe in das Ventilgehäuse kann
in kompakter Bauweise und mit einfachen und kostengünstigen
Bauteilen ein zusätzlicher
Unterdruck in dem Ventilgehäuse
erzeugt werden, der in unteren Lastbereichen der Brennkraftmaschine
zur Abführung
der Entlüftungsgase
ausreicht. Eine einfache und kompakte Bauweise des Druckregelventils
ist gegeben, wenn die Düsennadel
der Saugstrahlpumpe einen längsbeweglich
geführten Stößel des
Rückschlagventils
im ersten Ausgang bildet und das Verschlußglied des Rückschlagventils trägt. Die
Düsennadel
kann dabei als Stößel des
Verschlußgliedes
einteilig mit dem Ventilglied ausgebildet sein, wobei ein Strömungskanal
im Inneren der Düsennadel
das Verschlußglied
bzw. dessen außenliegenden
Kolbenboden durchsetzt. Der Strömungskanal
bildet somit einen unabhängig
von dem Verschlußglied
freiliegenden Strömungsquerschnitt, durch
den bei Überdruck
in der an den entsprechenden Ausgang angeschlossenen Entlüftungsleitung eine
Strömung
generiert wird, welche die Saugstrahlpumpe in Betrieb setzt.
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Zweckmäßig wird
die Pumpendüse
der Saugstrahlpumpe, auf dessen Eingang die Düsennadel gerichtet ist, durch
eine Wand des Ventilgehäuses
ausgebildet und somit die Pumpendüse platz- und gewichtsparend
in das Ventilgehäuse
integriert. Vorteilhaft liegen die Ausgänge des Ventilgehäuses und
die darin angeordneten Rückschlagventile
koaxial zueinander, wodurch die an einem der Rückschlagventile ausgebildete
Düsennadel
platzsparend in den Bereich der am anderen Ausgang ausgebildeten
Pumpendüse
geführt
werden kann. Die Spitze der Düsennadel
und der gemäß dem Prinzip
der Saugstrahlpumpe benachbart liegende Diffusor der Pumpendüse liegen
vorteilhaft in einem Bereich des Inneren des Ventilgehäuses, an
dem die abzusaugenden Gase durch die Geometrie des Ventilgehäuses gezwungen
entlang strömen.
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Das
erfindungsgemäße Druckregelventil wird
besonders vorteilhaft mit seinem ersten Ausgang des Ventilgehäuses, an
dem die Pumpendüse der
Saugstrahlpumpe ausgebildet ist, mit einem Saugrohr der Brennkraftmaschine
verbunden, wobei die an diesen Ausgang angeschlossene Entlüftungsleitung
in Durchströmungsrichtung
des Saugrohrs hinter einer Drosselklappe in das Saugrohr einmündet. Durch
diese Anordnung wird sichergestellt, daß der vom Motor generierte
Saugdruck den an das Druckregelventil angeschlossenen Raum, nämlich insbesondere
das Kurbelgehäuse
der Brennkraftmaschine, entlüftet.
Ist der zweite Ausgang des Ventilgehäuses mit einem Zuströmbereich
eines Laders der Brennkraftmaschine verbunden, so kann in niedrigen Betriebslasten
der aufgeladenen Brennkraftmaschine und entsprechend niedrigen Laderdrehzahlen
mit der Saugstrahlpumpe der Druckunterschied zwischen der ersten
und der zweiten Entlüftungsleitung ausgenutzt
werden und über
die Saugstrahlpumpe eine Entlüftungsströmung über den
zweiten Ausgang abgeführt
werden.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Saugstrahlpumpe
in einem gestreckten Gehäuseabschnitt
des Ventilgehäuses
integriert, welcher sich an einen Abschnitt des Ventilgehäuses anschließt, in dem
die Ventilglieder des Druckregelventils aufgenommen sind. Die Baugröße des gestreckten
Gehäuseabschnitts
des Ventilgehäuses
beschränkt
sich dabei auf die geometrischen Notwendigkeiten der Saugstrahlpumpe
und kann sehr gering dimensioniert werden. Der Abschnitt des Ventilgehäuses mit
den darin angeordneten Druckregelventilgliedern wird bevorzugt topfförmig zur
Aufnahme der Ventilglieder ausgestaltet. Das Ventilgehäuse wird bevorzugt
einteilig ausgestaltet, so daß ein
kompaktes und leicht montierbares Druckregelventil mit integrierter
Saugstrahlpumpe zur Verfügung
steht.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einem Druckregelventil,
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2 eine
geschnittene Ansicht eines Druckregelventils gemäß 1.
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In 1 ist
schematisch eine aufgeladene Hubkolben-Brennkraftmaschine 1 dargestellt.
Ein Lader 5 der Brennkraftmaschine 1 ist dabei
mit seiner Lufthutze 6 an ein Luftfilter 3 angeschlossen
und saugt über
die Lufthutze 6 Verbrennungsluft in Strömungsrichtung 16 für den Motor 1 an.
Die vom Lader 5 verdichtete Verbrennungsluft wird in einem
alle Zylinder der Brennkraftmaschine 1 versorgenden Saugrohr 2 am
Eintritt der Brennkraftmaschine 1 bereitgestellt. Zwischen
dem Lader 5 und dem Saugrohr 2 ist im Strömungsweg
der Verbrennungsluft eine Drosselklappe 4 angeordnet, mit
der in bekannter Weise die Betriebslast der Brennkraftmaschine 1 gesteuert wird.
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An
das Kurbelgehäuse 7 der
Brennkraftmaschine 1 ist eine Entlüftungsleitung 15 angeschlossen.
Die abgesaugten Abgase werden der Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine 1 beigemischt
und in der Brennkraftmaschine 1 verbrannt. Die Entlüftungsleitung 15 ist
an den Eingang 9 des unten anhand von 2 näher beschriebenen
Druckbegrenzungsventils 8 angeschlossen. Das Ventilgehäuse 12 des
Druckbegrenzungsventils 8 umfaßt zwei Ausgänge 10, 11,
wobei ein erster Ausgang 10 über eine Entlüftungsleitung 14 mit
dem Saugrohr 2 verbunden ist. An den zweiten Ausgang 11 des
Ventilgehäuses 12 des
Druckbegrenzungsventils 8 ist eine weitere Entlüftungsleitung 13 angeschlossen,
welche in Strömungsrichtung 16 vor
dem Lader 5 und der Drosselklappe 4 in die Lufthutze 6 des
Laders 5 einmündet. Der
Anschluß der
Entlüftungsleitung 13 an
die Lufthutze 6 liegt in der Strömungsrichtung 16 nach
dem Luftfilter 3, wodurch die Abgase aus dem Kurbelgehäuse 7 vom
Luftfilter 3 ferngehalten werden.
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Das
Druckregelventil 8 ist in 2 in einer Querschnittsdarstellung
gezeigt. Die beiden Ausgänge 10, 11 des
Ventilgehäuses 12 sind
jeweils mit einem nach außen öffnenden
Rückschlagventil 17, 18 ausgestattet.
Die beiden Ausgänge 10, 11 sind
an den Enden eines gestreckten Gehäuseabschnitts 27 des
Ventilgehäuses 12 angeordnet,
wobei die Rückschlagventile 17, 18 koaxial
auf einer Längsachse 23 des
gestreckten Gehäuseabschnitts 27 liegen.
Der gestreckte Gehäuseabschnitt 27 ist
mit einem topfförmigen
Gehäuseabschnitt 25 einteilig
verbunden, welcher im Ausführungsbeispiel
rotationssymmetrisch zu einer orthogonal zur Längsachse 23 liegenden Querachse 28 des
Druckregelventils 8 ausgebildet ist. Das Topfgehäuse 25 weist
den Eingang des Ventilgehäuses 12 auf,
welcher mit dem Kurbelgehäuse 7 des
Verbrennungsmotors verbunden ist.
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Eine
Strömungsverbindung
zwischen dem Inneren des Topfgehäuses 25 und
dem gestreckten Gehäuseabschnitt 27 ist
durch einen zylindrischen Kragen 32 gebildet, welcher sich
ins Innere des Topfgehäuses 25 erstreckt
und als Ventilsitz für
das Ventilglied des Druckregelventils 8 dient. Das Druckregelventil 8 ist
dabei zweistufig ausgebildet, wobei eine Membran 30 das
Innere des Topfgehäuses 25 teilt.
Die Membran 30 ist mit einem das Topfgehäuse 25 verschließenden Deckel 26 am
Umfang des Topfgehäuses 25 eingespannt.
Die Membran ist mittig mit einem Ventilteller 29 verbunden,
welcher den Druckverhältnissen
beiderseits der Membran 30 entsprechend in Richtung der
Achse 28 bewegbar ist. Der Ventilteller 29 wirkt
mit einer zylindrischen Kappe 36 zusammen, welche koaxial
zu dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 31 angeordnet
ist und gegen die Rückstellkraft
einer Schraubenfeder 32 auf den zylindrischen Gehäuseabschnitt 31 abschließend aufsetzbar
ist.
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Sobald
der Saugdruck im Saugrohr, der über dem
ersten Ausgang 10 im Inneren des Druckregelventils 8 anliegt,
einen vorbestimmten Wert überschreitet,
legt sich der Ventilteller 29 an die zylindrische Kappe
an und verschließt
deren Strömungsweg.
In dieser ersten Stellung verbleibt zur Absaugung aus dem Topfgehäuse 25 noch
der ringförmige Spalt
zwischen der zylindrischen Kappe 36 und dem zylindrischen
Gehäuseabschnitt 31.
Steigt der Saugdruck noch weiter, so wird die zylindrische Kappe 36 gegen
die Feder 32 auf den Zylinder 31 aufgesetzt. Mit
dieser zweiten Stufe wird verhindert, daß ein zu hoher Unterdruck auf
das Kurbelgehäuse
wirkt.
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In
das Ventilgehäuse 12 des
Druckregelventils 8 ist eine Saugstrahlpumpe 19 integriert,
welche im wesentlichen aus einer Düsennadel 20 und einer Pumpendüse 21 besteht.
Die Düsennadel 20 ist
dabei an dem Rückschlagventil 17 im
ersten Ausgang 10 ausgebildet und ist unter Umgehung des
Rückschlagventils 17 mit
der an diesen Ausgang 10 angeschlossenen Entlüftungsleitung
fluidisch verbunden. Die Düsennadel 20 bildet
dabei den Stößel des
nach außen öffnenden
Rückschlagventils 17.
Das Rückschlagventil 18 des
zweiten Ausgangs 11 ist mit einem einfachen Stößel 34 ausgestattet.
Der Strömungskanal 24 der
Düsennadel 20 durchsetzt
das Verschlußglied
des Rückschlagventils 27 und
ist durch eine Öffnung
im Kolbenboden des Verschlußgliedes
mit dem Ausgang 10 des Ventilgehäuses 12 verbunden.
Die Düsennadel 20 ist
auf den Eintritt einer Pumpendüse 21 gerichtet,
welche an den zweiten Ausgang 11 angeschlossen ist. Die
Pumpendüse 21 wird
dabei mit ihrem Diffusor 33 durch die Gehäusewand
des langgestreckten Gehäuseabschnitts 27 des
Ventilgehäuses 12 ausgebildet.
Die Spitze der Düsennadel 20 reicht
mit ihrer Spitze in den zentralen Bereich des zylindrischen Gehäuseabschnitts 31 hinein,
durch den die abzusaugenden Gase in den gestreckten Abschnitt 27 des
Ventilgehäuses 12 abgesaugt
werden. Die Düsennadel 20 wird
als Stößel des Rückschlagventils 17 in
einem ins Innere des Gehäuses
ragenden Wandteil längsbeweglich
geführt.
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Sobald
in der Entlüftungsleitung
am ersten Ausgang 10 ein höherer Druck ansteht als am
zweiten Ausgang 11, ergibt sich eine Strömung durch
die Düsennadel 20.
Die koaxial zur Pumpendüse 21 ausgerichtete
Düsennadel 20 richtet
ihre Strömung
auf den Diffusor 33 am Eintritt der Pumpendüse 21,
wodurch sich nach dem Prinzip der Saugstrahlpumpe 19 ein
Unterdruck am Eintritt der Pumpendüse 21 ergibt, mit
dem eine Entlüftung
des Kurbelgehäuses 7 erfolgen
kann. Es kann daher eine Entlüftung
des Kurbelgehäuses 7 auch
in Betriebszuständen
erfolgen, wenn eine Entlüftung über das
Saugrohr 2 aufgrund des dort herrschenden Überdrucks
nicht möglich
ist und auch der vom Lader 5 erzeugte Unterdruck nicht
zur Entlüftung über den
zweiten Ausgang 11 des Ventilgehäuses 12 ausreicht.
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Das
Topfgehäuse 25 und
der gestreckte Gehäuseabschnitt 27 des
Ventilgehäuses 12 sind
einteilig ausgebildet. Für
die Anordnung der Saugstrahlpumpe 19 sind keine zusätzlichen
Bauteile erforderlich, da die Düsennadel 20 der
Saugstrahlpumpe 19 den ohnehin erforderlichen Stößel des
Rückschlagventils 17 bildet
und die Pumpendüse 21 durch
eine entsprechende Formgebung der Gehäusewand des Pumpengehäuses 12 ausgebildet
wird.
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Durch
die Integration einer Saugstrahlpumpe 19 zwischen den Ausgängen 10, 11 des
Ventilgehäuses 12 kann
auch in Lastbereichen eine Entlüftung des
Kurbelgehäuses 7 erfolgen,
wenn die Druckverhältnisse
in den Entlüftungsleitungen
nicht ausreichen. Das Druckregelventil mit in das Pumpengehäuse integrierter
Saugstrahlpumpe kann auch zur Entlüftung anderer Räume als
das Kurbelgehäuse
eingesetzt werden, z.B. eines Kraftstofftanks.