DE102017201633A1

DE102017201633A1 - Pressure relief valve

Info

Publication number: DE102017201633A1
Application number: DE102017201633.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hein; Marcus Hobracht; Alexander Hemminger; Alois Puzik
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2018-08-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil mit einem Gaseinlassabschnitt (20), einem Gasauslassabschnitt (22) und einer zwischen dem Gaseinlassabschnitt (20) und dem Gasauslassabschnitt (22) angeordneten Membran (18), die zwischen mindestens einer Offenstellung und einer Schließstellung druckabhängig verstellbar angeordnet ist, wobei die Membran (18) in Schließstellung mit einer Anlagefläche (24) stromaufwärts eines Öffnungsquerschnittes (26) des Gasauslassabschnittes (22) zur Anlage kommt, wobei in dem Öffnungsquerschnitt (26) des Gasauslassabschnittes (22) eine Membran-Stützstruktur (32) derart ausgebildet oder angeordnet ist, dass die Membran (18) in Schließstellung zumindest teilweise zusätzlich mit der Membran-Stützstruktur (32) zur Anlage kommt.The invention relates to a pressure limiting valve having a gas inlet section (20), a gas outlet section (22) and a membrane (18) arranged between the gas inlet section (20) and the gas outlet section (22), which is arranged to be pressure-dependently adjustable between at least one open position and a closed position. wherein the membrane (18) in the closed position with a contact surface (24) upstream of an opening cross-section (26) of the gas outlet section (22) comes into abutment, wherein in the opening cross-section (26) of the gas outlet section (22) a membrane support structure (32) is formed or arranged that the membrane (18) in the closed position at least partially additionally with the membrane support structure (32) comes to rest.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und einem als Kurbelgehäuseentlüftungsventil eingesetzten Druckbegrenzungsventil.In particular, the invention relates to an internal combustion engine with a crankcase and a pressure relief valve used as a crankcase ventilation valve.

Aus DE 44 16 119 B4 ist ein als Kurbelgehäuseentlüftungsventil bezeichnetes Druckbegrenzungsventil mit einem Blechgehäuse und einem Blechgehäusedeckel bekannt, wobei eine Membran zwischen dem Blechgehäuse und dem Blechgehäusedeckel eingespannt ist. Abhängig von einem Differenzdruck zwischen einem Ansaugtraktunterdruck und einem Atmosphärendruck verschließt die Membran einen Ventilsitz an dem Blechgehäuse. Akustische Probleme und Maßnahmen zur Verbesserung der Akustik sind in dem Dokument nicht beschrieben.Out DE 44 16 119 B4 is known as a crankcase ventilation valve pressure relief valve with a sheet metal housing and a sheet metal housing cover, wherein a membrane is clamped between the sheet metal housing and the sheet metal housing cover. Depending on a differential pressure between an intake tract vacuum and an atmospheric pressure, the diaphragm closes a valve seat on the sheet metal housing. Acoustic problems and measures to improve the acoustics are not described in the document.

Aus EP 1 843 234 A1 ist ein Druckbegrenzungsventil zur Regelung des Druckes in einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors bekannt. Das Druckbegrenzungsventil weist einen als Gaseinlass bezeichneten Gaseinlassabschnitt und einen als Gasauslass bezeichneten Gasauslassabschnitt auf, wobei eine Membran als Trennelement zwischen diesen Abschnitten angeordnet ist. In einer Offenstellung der Membran kann Gas vom Gaseinlass zum Gasauslass strömen. In einer Schließstellung der Membran liegt die Membran an einer Anlagefläche an und trennt den Gaseinlassabschnitt von dem Gasauslassabschnitt. Um das Regelverhalten des Druckbegrenzungsventils zu verbessern, soll gemäß EP 1 843 234 A1 der Durchlassquerschnitt zwischen der Membran und der Anlagefläche des Ventilsitzes zu einer Seite hin verjüngend ausgebildet sein. So soll eine zweistufige Schließbewegung der Membran am Ventilsitz erzeugt werden.Out EP 1 843 234 A1 a pressure limiting valve for regulating the pressure in a crankcase of an internal combustion engine is known. The pressure limiting valve has a gas inlet section, referred to as a gas inlet, and a gas outlet section, referred to as a gas outlet, wherein a membrane is arranged as a separating element between these sections. In an open position of the membrane, gas can flow from the gas inlet to the gas outlet. In a closed position of the membrane, the membrane bears against a contact surface and separates the gas inlet section from the gas outlet section. In order to improve the control behavior of the pressure relief valve, according to EP 1 843 234 A1 the passage cross-section between the membrane and the contact surface of the valve seat to be tapered to one side. So a two-stage closing movement of the membrane is to be generated on the valve seat.

Nachteilig an den bekannten Druckbegrenzungsventilen ist, dass während des Schließens und Öffnens des Druckbegrenzungsventils und/oder im geschlossenen Zustand bei Druckschwankungen ein auffälliges, unerwünschtes Pumpgeräusch auftreten kann.A disadvantage of the known pressure limiting valves, that during the closing and opening of the pressure relief valve and / or in the closed state in pressure fluctuations, a conspicuous, unwanted pump noise may occur.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein akustisch verbessertes Druckbegrenzungsventil zur Verfügung zu stellen.Against this background, the invention has the object to provide an acoustically improved pressure limiting valve.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with the features of the independent claims. Further practical embodiments and advantages of the invention are described in connection with the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Druckbegrenzungsventil weist einen Gaseinlassabschnitt, einen Gasauslassabschnitt und eine zwischen dem Gaseinlassabschnitt und dem Gasauslassabschnitt angeordnete Membran auf. Die Membran ist insoweit zwischen dem Gaseinlassabschnitt und dem Gasauslassabschnitt angeordnet, als die Membran zwischen mindestens einer Offenstellung und einer Schließstellung druckabhängig verstellbar angeordnet ist und in Schließstellung mit einer Anlagefläche stromaufwärts eines Öffnungsquerschnitts des Gasauslassabschnitts derart zur Anlage kommt, dass der Gaseinlassabschnitt und der Gasauslassabschnitt fluidal voneinander separiert sind. Die Membran wird insbesondere in Schließstellung bewegt, wenn ein bestimmter Unterdruck im Bereich des Gasauslassabschnitts gegenüber dem Bereich des Gaseinlassabschnitts überschritten wird. In dem Öffnungsquerschnitt des Gasauslasses ist eine Membran-Stützstruktur derart ausgebildet oder angeordnet, dass die Membran in Schließstellung zumindest teilweise zusätzlich mit der Membran-Stützstruktur zur Anlage kommt.A pressure limiting valve according to the invention has a gas inlet section, a gas outlet section and a membrane arranged between the gas inlet section and the gas outlet section. The diaphragm is arranged between the gas inlet section and the gas outlet section insofar as the diaphragm is adjustably adjustable in pressure between at least one open position and a closed position and comes into abutment with a contact surface upstream of an opening cross-section of the gas outlet section in the closed position such that the gas inlet section and the gas outlet section are fluidly spaced from one another are separated. In particular, the membrane is moved into the closed position when a certain negative pressure in the region of the gas outlet section is exceeded in relation to the region of the gas inlet section. In the opening cross-section of the gas outlet, a membrane support structure is formed or arranged such that the membrane in the closed position comes at least partially in addition to the membrane support structure to the plant.

Durch die mit Hilfe der Membran-Stützstruktur bewirkte, teilweise Anlage der Membran mit der Membran-Stützstruktur in Schließstellung kann die Größe der schwingfähigen Membranfläche reduziert und/oder auf mehrere Teilflächen verteilt werden. Dadurch kann die Resonanzfrequenz der Membran reduziert werden, was es wiederum ermöglicht, die Membran abhängig von zu eliminierenden Resonanzfrequenzen durch geeignete Membran-Stützstrukturen so auszulegen, dass die resultierende Resonanzfrequenz in Schließstellung außerhalb bestimmter, im Betrieb auftretender Druckschwingungen liegt, insbesondere im Betrieb einer Brennkraftmaschine, in welcher ein solches Druckbegrenzungsventil eingesetzt ist. Einer durch Druckschwankungen oder durch sonstige betriebsbedingt auftretende Anregungen verursachten Geräuschbildung kann so einfach und kostengünstig entgegengewirkt werden.Due to the membrane support structure caused by the partial support of the membrane with the membrane support structure in the closed position, the size of the oscillatory membrane surface can be reduced and / or distributed over several partial surfaces. As a result, the resonance frequency of the membrane can be reduced, which in turn makes it possible to design the membrane as a function of resonance frequencies to be eliminated by suitable membrane support structures such that the resulting resonance frequency in the closed position is outside certain pressure oscillations occurring during operation, in particular during operation of an internal combustion engine. in which such a pressure relief valve is used. A caused by pressure fluctuations or by other operationally occurring suggestions noise can be counteracted so easily and inexpensively.

In einer praktischen Ausführungsform umfasst die Membran-Stützstruktur mindestens eine sich von einer inneren Umfangswand des Gasauslassabschnittes radial in den Öffnungsquerschnitt erstreckende Rippe und/oder die Membran-Stützstruktur umfasst mindestens einen sich zumindest teilweise in Erstreckungsrichtung des Öffnungsquerschnitts erstreckenden Mittelsteg. Es können auch mehrere Rippen und/oder Mittelstege vorgesehen sein, insbesondere gleichmäßig über den Umfang des Öffnungsquerschnitts verteilte Rippen oder ein durch die Mittelachse eines kreisförmigen Öffnungsquerschnitts verlaufender Mittelsteg oder mehrere solcher Mittelstege. Ebenfalls ist es möglich, dass eine Rippe in Form eines sich vollständig über den Umfang erstreckenden, radial nach innen ragenden Kragenabschnitts vorgesehen ist oder dass mehrere Rippen in Form von sich nur über kreisbogenförmige Abschnitte erstreckenden, radial nach innen ragenden Kragenabschnitten vorgesehen sind. Ein oder mehrere derartige Rippen können einfach und kostengünstig, insbesondere einstückig, an der inneren Umfangswand eines Öffnungsquerschnitts ausgebildet werden. Alternativ oder in Ergänzung dazu können Mittelstege einfach und kostengünstig, insbesondere einstückig, mit einem anderen Bereich des Öffnungsquerschnittes des Gasauslassabschnittes ausgebildet werden.In a practical embodiment, the membrane support structure comprises at least one rib extending radially from an inner circumferential wall of the gas outlet section into the opening cross section and / or the membrane support structure comprises at least one central web extending at least partially in the direction of extension of the opening cross section. It can also be provided a plurality of ribs and / or central webs, in particular uniformly over the circumference of the opening cross-section distributed ribs or extending through the central axis of a circular opening cross-section central web or a plurality of such central webs. It is also possible for a rib to be provided in the form of a collar section which extends completely over the circumference and projects radially inward, or for a plurality of ribs to project in the form of radially inwardly extending portions only over arcuate sections Collar sections are provided. One or more such ribs can be easily and inexpensively, in particular in one piece, formed on the inner peripheral wall of an opening cross-section. Alternatively or in addition thereto, central webs can be formed simply and inexpensively, in particular in one piece, with another region of the opening cross-section of the gas outlet section.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform ist mindestens eine Rippe als Stützsteg ausgebildet und erstreckt sich von einer ersten Kontaktstelle der inneren Umfangswand bis zu einer zweiten Kontaktstelle der inneren Umfangswand. Besonders einfach lässt sich ein derartiger Stützsteg als Sekante eines kreisförmigen Öffnungsquerschnitts ausbilden, insbesondere in Form eines den Öffnungsquerschnitt geradlinig halbierenden Stützsteges. Eine solche mittige Anordnung des Stützsteges in einem Öffnungsquerschnitt hat den Vorteil, dass die Membran in einer Schließstellung in zwei gleich große, schwingfähige Teilflächen aufgeteilt wird, die durch den Stützsteg voneinander schwingungsentkoppelt werden. Vorzugsweise ist der Stützsteg so angeordnet, dass durch den in Schließstellung herrschenden Unterdruck die Membran in Richtung Stützsteg durchgebogen und an dem Stützsteg eine ruhende Auflage findet.In a further practical embodiment, at least one rib is designed as a support web and extends from a first contact point of the inner peripheral wall to a second contact point of the inner peripheral wall. Such a support bar can be particularly easily formed as a secant of a circular opening cross-section, in particular in the form of a support web which halves the opening cross-section in a straight line. Such a central arrangement of the support bar in an opening cross-section has the advantage that the membrane is divided in a closed position into two equal, oscillatory partial surfaces, which are mutually decoupled by the support rib. Preferably, the support bar is arranged so that deflected by the pressure prevailing in the closed position, the diaphragm in the direction of the support bar and finds a resting support on the support web.

Insbesondere wenn die Ausbildung einer Stützrippe aus Schwingungsaspekten nicht ausreichend ist, kann es vorteilhaft sein, zwei Stützstege x-förmig zueinander anzuordnen, insbesondere rechtwinklig zueinander in Form eines Stützkreuzes. Durch x-förmig angeordnete Stützstege können die schwingfähigen Teilflächen signifikant reduziert werden, was sich besonders positiv auf die Veränderung der Resonanzfrequenz in Schließstellung auswirkt. X-förmig angeordnete Stützstege können auch gewählt werden, um die Wandstärke der Stege zu verringern und dennoch eine ausreichend biegesteife Membran-Stützstruktur mit einer nur geringen Querschnittsverringerung zu erzielen. Aus den gleichen Gründen können auch mehr als zwei - insbesondere mit nur geringer Wandstärke ausgebildete - Stützstege ausgebildet sein, beispielsweise drei, vier, sechs, acht, zehn oder mehr gitterförmig oder sternförmig angeordnete Stützstege.In particular, if the formation of a support rib from vibration aspects is not sufficient, it may be advantageous to arrange two support webs in an X-shape to each other, in particular at right angles to each other in the form of a support cross. By x-shaped support ribs, the oscillatory surfaces can be significantly reduced, which has a particularly positive effect on the change in the resonant frequency in the closed position. X-shaped support webs can also be selected to reduce the wall thickness of the webs and still achieve a sufficiently rigid membrane support structure with only a small reduction in cross-section. For the same reasons, more than two - formed in particular with only a small wall thickness - support webs may be formed, for example, three, four, six, eight, ten or more grid-like or star-shaped support ribs.

Für die Gewährung der Dichtfunktion der Membran und für die Akustik kann es von Vorteil sein, wenn die Membran-Stützstruktur zumindest teilweise gegenüber der Anlagefläche des Gasauslassabschnittes in Strömungsrichtung betrachtet zurückversetzt angeordnet oder ausgebildet ist. Als besonders geeignet hat sich in Versuchen diesbezüglich herausgestellt, wenn die Membran-Stützstruktur eine - vorzugsweise ebene - Stützstruktur-Anlageebene aufweist, die gegenüber der Anlagefläche geringfügig zurückversetzt angeordnet ist, insbesondere um ein Maß zwischen 0 mm und einschließlich 5 mm. Bevorzugt ist die Stützstruktur-Anlageebene gegenüber der Anlagefläche um maximal 1 mm zurückversetzt angeordnet, und besonders bevorzugt um ungefähr 0,5 mm zurückversetzt angeordnet. Eine solche Anordnung eignet sich insbesondere für Druckbegrenzungsventile mit einem Innendurchmesser des Öffnungsquerschnitts des Gasauslassabschnitts von 8 bis 12 mm, insbesondere von 10 mm.For the granting of the sealing function of the membrane and for the acoustics, it may be advantageous if the membrane support structure is at least partially recessed relative to the abutment surface of the gas outlet section as viewed in the flow direction. Particularly suitable has been found in experiments in this regard, when the membrane support structure has a - preferably flat - support structure-plant level, which is arranged slightly set back relative to the contact surface, in particular by a dimension between 0 mm and 5 mm inclusive. The support structure contact plane is preferably arranged offset from the contact surface by a maximum of 1 mm, and is particularly preferably set back by approximately 0.5 mm. Such an arrangement is particularly suitable for pressure relief valves having an inner diameter of the opening cross-section of the gas outlet section of 8 to 12 mm, in particular of 10 mm.

Die Breite mindestens einer Rippe, vorzugsweise aller Rippen (beispielsweise in Form von Stützstegen), senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung der jeweiligen Rippe beträgt vorzugsweise zwischen 1 % und 20 % der Querschnittsbreite des Gasauslassabschnittes. Bevorzugt beträgt die Breite zwischen 3 % und 17 % und weiter bevorzugt zwischen 5 % und 15 % der Querschnittsbreite. Bei einer Querschnittsbreite von 10 mm beispielsweise ergibt sich so bei einem Wert von 10 % eine Breite der Stützstege von 1 mm. Mit einer derartigen Auslegung konnte in Versuchen eine deutlich verbesserte Akustik bei einem nur unwesentlich veränderten Strömungsverhalten im Öffnungsquerschnitt des Gasauslassabschnittes ergeben.The width of at least one rib, preferably all ribs (for example in the form of supporting webs) perpendicular to the main extension direction of the respective rib is preferably between 1% and 20% of the cross-sectional width of the gas outlet section. Preferably, the width is between 3% and 17% and more preferably between 5% and 15% of the cross-sectional width. With a cross-sectional width of 10 mm, for example, this results in a width of the support webs of 1 mm at a value of 10%. With such a design could result in experiments significantly improved acoustics with only insignificantly changed flow behavior in the opening cross-section of the gas outlet section.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform ist die Membran-Stützstruktur einstückig mit der Umfangswand des Gasauslassabschnittes und/oder einstückig mit einem anderen Bereich des Öffnungsquerschnittes des Gasauslassabschnittes ausgebildet. Wie bereits erwähnt, ergibt sich in diesem Fall eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung. Die Mehrkosten gegenüber Varianten ohne eine Membran-Stützstruktur beschränken sich in diesem Fall im Wesentlichen auf geringfügige Materialzusatzkosten. Die Produktions- oder Montagezeiten bleiben hingegen unverändert.In a further practical embodiment, the membrane support structure is formed integrally with the peripheral wall of the gas outlet section and / or integrally with another section of the opening cross section of the gas outlet section. As already mentioned, results in this case, a particularly simple and inexpensive production. The additional costs compared to variants without a membrane support structure are in this case essentially limited to minor additional material costs. The production or assembly times, however, remain unchanged.

Die Erfindung wurde insbesondere für einen bestimmten Typ eines Druckbegrenzungsventils entwickelt, bei welchem die Membran in einem äußeren Bereich zwischen einem Gehäuse und einem Gehäusedeckel fixiert ist und die Membran ferner in einem radial inneren Bereich innerhalb eines separat hergestellten Membrantellers angeordnet ist. Die Anordnung der Membran in dem Membranteller erfolgt dabei vorzugsweise durch eine klemmende Verbindung ähnlich eines Druckknopfprinzips. Ferner ist bei dem genannten Typ von Druckbegrenzungsventil zwischen dem Membranteller und dem Gehäuse bzw. dem Gehäusedeckel ein Rückstellelement derart angeordnet, dass der Bewegung der Membran in die Schließstellung eine Öffnungskraft entgegenwirkt. Ein die Öffnungskraft erzeugendes Rückstellelement ist insbesondere eine Feder, vorzugsweise eine Schraubenfeder, die einer Schließbewegung der Membran entgegenwirkt, so dass diese erst ab einem gewissen Unterdruck, das heißt erst ab einer Sogwirkung, die größer ist als die Öffnungskraft, den Gasauslassabschnitt verschließt. Vorzugsweise ist das Rückstellelement so ausgelegt, dass die Membran sich ab einem Unterdruck von etwa 100 mbar in die Schließstellung bewegt.The invention has been particularly developed for a particular type of pressure relief valve in which the membrane is fixed in an outer region between a housing and a housing cover and the membrane is further arranged in a radially inner region within a separately produced diaphragm plate. The arrangement of the membrane in the diaphragm plate is preferably carried out by a clamping connection similar to a push-button principle. Further, in the said type of pressure relief valve between the diaphragm plate and the housing or the housing cover, a return element is arranged such that the movement of the membrane counteracts an opening force in the closed position. A restoring element which generates the opening force is, in particular, a spring, preferably a helical spring, which counteracts a closing movement of the membrane so that it only starts at a certain negative pressure, that is to say, from a suction effect which is greater than the opening force Gas outlet section closes. Preferably, the return element is designed so that the membrane moves from a negative pressure of about 100 mbar in the closed position.

Die Erfindung betrifft auch ein beliebiges, wie vorstehend beschriebenes Druckbegrenzungsventil oder ein Druckbegrenzungsventil mit einem Gaseinlassabschnitt, einem Gasauslassabschnitt und einer zwischen dem Gaseinlassabschnitt und dem Gasauslassabschnitt angeordneten Membran. Die Membran ist dabei zwischen mindestens einer Offenstellung und einer Schließstellung druckabhängig verstellbar angeordnet, wobei die Membran in Schließstellung mit einer Anlagefläche stromaufwärts eines Öffnungsquerschnittes des Gasauslassabschnittes zur Anlage kommt und wobei die Membran in dem an den Öffnungsquerschnitt angrenzenden Bereich zumindest in Schließstellung eine zumindest teilweise gekrümmte Stellung aufweist und/oder in einer Offenstellung gegenüber der Senkrechten zur Erstreckungsrichtung des Öffnungsquerschnittes geneigt ist. Durch eine teilweise gekrümmte Stellung in Schließstellung - und vorzugsweise auch in Offenstellung - entstehen in der schwingfähigen Fläche der Membran innere Materialspannungen, was zu einer in Bezug auf das akustische Verhalten der Membran in Schließstellung positiven Veränderung der Resonanzfrequenz führt. Mit einer gegenüber der Senkrechten zur Erstreckungsrichtung des Öffnungsquerschnittes geneigt angeordneten Membran lassen sich ähnlich positive Veränderungen der Resonanzfrequenz bewirken.The invention also relates to any pressure relief valve as described above or a pressure relief valve having a gas inlet portion, a gas outlet portion and a membrane disposed between the gas inlet portion and the gas outlet portion. The membrane is arranged pressure-dependent adjustable between at least one open position and a closed position, wherein the membrane in the closed position with a contact surface upstream of an opening cross-section of the gas outlet section comes to rest and wherein the membrane in the region adjacent to the opening cross-section at least in the closed position an at least partially curved position and / or is inclined in an open position relative to the perpendicular to the direction of extension of the opening cross-section. By a partially curved position in the closed position - and preferably also in the open position - arise in the oscillatory surface of the membrane inner material stresses, resulting in a relation to the acoustic behavior of the membrane in the closed position positive change in the resonant frequency. With a membrane inclined relative to the perpendicular to the direction of extent of the opening cross-section, similar positive changes in the resonant frequency can be effected.

Eine gekrümmte Stellung der Membran kann insbesondere durch eine geeignete Ausbildung eines Membrantellers und die Fixierung der Membran in dem Membranteller bewirkt werden. Dazu kann der Membranteller beispielsweise derart ausgebildet sein, dass er die Membran in einer in sich gekrümmten Stellung fixiert. Dies kann insbesondere durch in Umfangsrichtung variierende Anschlussbereiche bewirkt werden, die derart angeordnet sind, dass bei der Membran nach ihrer Fixierung gegenüber den Anschlussbereichen eine gekrümmte Oberflächenanordnung erzwungen wird.A curved position of the membrane can be effected in particular by a suitable design of a membrane plate and the fixation of the membrane in the membrane plate. For this purpose, the diaphragm plate may for example be designed such that it fixes the membrane in a curved position in itself. This can be effected, in particular, by connecting regions varying in the circumferential direction, which are arranged such that a curved surface arrangement is forced in the membrane after it has been fixed relative to the connection regions.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform, die sich mit allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kombinieren lässt, ist die Anlagefläche eben ausgebildet und gegenüber einer Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Öffnungsquerschnitts um einen Winkel zwischen 0° und 5° geneigt. Mit einer derartigen Neigung wurden besonders positive akustische Verbesserungen in Bezug auf die eingangs erläuterten Pumpgeräusche erzielt.In a further practical embodiment, which can be combined with all the embodiments described above, the contact surface is planar and inclined with respect to a plane perpendicular to the direction of extension of the opening cross-section by an angle between 0 ° and 5 °. With such a tendency particularly positive acoustic improvements were achieved with respect to the initially described pump noise.

Die wie vorstehend beschriebenen Membranen können insbesondere aus einem Elastomer hergestellt sein. Besonders geeignet für die Membran sind insbesondere Silikone oder FVMQ. Der Gasauslassabschnitt und auch das Gehäuse sowie der Gehäusedeckel können aus Kunststoff hergestellt sein, beispielsweise aus PA 6.6.The membranes as described above may in particular be made of an elastomer. Particularly suitable for the membrane are in particular silicones or FVMQ. The gas outlet section and also the housing and the housing cover may be made of plastic, for example PA 6.6.

Ein wie vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Druckbegrenzungsventil eignet sich insbesondere für den Einsatz als Kurbelgehäuseentlüftungsventil für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine zur Abführung von Blow-by-Gasen. Der Gaseinlassabschnitt ist in diesem Fall strömungsleitend mit dem Kurbelgehäuse verbunden, der Gasauslassabschnitt mit einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine. Ab einem voreingestellten Unterdruck im Ansaugtrakt wird bewirkt, dass sich die Membran in eine Schließstellung bewegt, so dass keine Entlüftung mehr stattfindet. Ein zu großer Unterdruck im Kurbelgehäuse kann dadurch vermieden werden.An inventive pressure relief valve as described above is particularly suitable for use as a crankcase ventilation valve for a crankcase of an internal combustion engine for the discharge of blow-by gases. The gas inlet section is in this case connected in flow-conducting manner to the crankcase, the gas outlet section to an intake tract of the internal combustion engine. From a preset negative pressure in the intake tract causes the membrane moves into a closed position, so that no more venting takes place. Too much negative pressure in the crankcase can be avoided.

Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils in einer Querschnittsdarstellung,
2 den mit II gekennzeichneten Bereich aus 1 mit einem Gasauslassabschnitt und einer Membran-Stützstruktur in einer schematischen Querschnittsdarstellung,
3 den Gasauslassabschnitt der ersten Ausführungsform aus 1 und 2 ohne Membran in einer Schnittdarstellung gemäß der Linie III-III durch die Membran-Stützstruktur in 2,
4 den Gasauslassabschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils in einer Schnittdarstellung analog zu 3,
5 den Gasauslassabschnitt mit einer Membran in Offenstellung gemäß einer dritten Ausführungsform in einer schematischen Querschnittsdarstellung in einer Ansicht analog zu 2,
6 den Gasauslassabschnitt mit einer Membran in Schließstellung gemäß einer vierten Ausführungsform in einer schematischen Querschnittsdarstellung in einer Ansicht analog zu 2,
7 den Gasauslassabschnitt mit einer Membran in Offenstellung gemäß einer fünften Ausführungsform in einer schematischen Querschnittsdarstellung in einer Ansicht analog zu 2,
8 den Gasauslassabschnitt ohne Membran gemäß einer sechsten Ausführungsform in einer Ansicht analog zu 3,
9 den Gasauslassabschnitt mit einer Membran nahezu in Schließstellung gemäß einer siebten Ausführungsform in einer schematischen Darstellung in einer Ansicht analog zu 2 sowie
10 den Gasauslassabschnitt in einer Schnittdarstellung gemäß den Pfeilen X-X in 9.

Further practical embodiments of the invention are described below in conjunction with the drawings. Show it:

1 a first embodiment of a pressure relief valve according to the invention in a cross-sectional view,
2 the area marked II 1 with a gas outlet section and a membrane support structure in a schematic cross-sectional view,
3 the gas outlet portion of the first embodiment 1 and 2 without membrane in a sectional view along the line III-III through the membrane support structure in 2 .
4 the gas outlet section of a second embodiment of a pressure relief valve according to the invention in a sectional view analogous to 3 .
5 the gas outlet section with a diaphragm in the open position according to a third embodiment in a schematic cross-sectional view in a view analogous to 2 .
6 the gas outlet section with a membrane in the closed position according to a fourth embodiment in a schematic cross-sectional view in a view analogous to 2 .
7 the gas outlet section with a diaphragm in the open position according to a fifth embodiment in a schematic cross-sectional view in a view analogous to 2 .
8th the gas outlet section without membrane according to a sixth embodiment in a view analogous to 3 .
9 the gas outlet section with a membrane almost in the closed position according to a seventh embodiment in a schematic representation in a view analogous to 2 such as
10 the gas outlet section in a sectional view according to the arrows XX in 9 ,

In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Druckbegrenzungsventils 10 in einem Querschnitt dargestellt. Das Druckbegrenzungsventil 10 umfasst ein Gehäuse 12 und einen Gehäusedeckel 14. Zwischen dem oberen Rand des Gehäuses 12 und dem Gehäusedeckel 14 ist eine Membran 18 mit ihrem Umfangsrand eingeklemmt. Im mittleren Bereich der Membran 18 ist an dieser ein Membranteller 16 angeordnet. Der Membranteller 16 dient als Widerlager für ein Rückstellelement 28 in Form einer Schraubenfeder 30. Die Schraubenfeder 30 stützt sich mit ihrem anderen Ende an einer nicht dargestellten Fläche des Gehäuses 12 ab.In 1 is a first embodiment of a pressure relief valve 10 shown in a cross section. The pressure relief valve 10 includes a housing 12 and a housing cover 14. Between the upper edge of the housing 12 and the housing cover 14 is a membrane 18 clamped with its peripheral edge. In the middle area of the membrane 18 is at this a diaphragm plate 16 arranged. The diaphragm plate 16 serves as an abutment for a return element 28 in the form of a coil spring 30 , The coil spring 30 is supported at its other end to an unillustrated surface of the housing 12 from.

Die Membran 18 ist in 1 in einer Offenstellung gezeigt. Die Membran 18 ist aus einem elastischen Werkstoff hergestellt und kann sich gemeinsam mit dem Membranteller 16 in Richtung des Pfeiles S in eine Schließstellung bewegen. In der Schließstellung kommt die Membran 18 mit einer Anlagefläche 24 eines Öffnungsquerschnittes 26 zur Anlage und verhindert so eine Gasströmung von einem stromaufwärts des Öffnungsquerschnittes 26 liegenden Gaseinlassabschnitt 20 in Richtung eines stromabwärts der Anlagefläche 24 liegenden Gasauslassabschnittes 22.The membrane 18 is in 1 shown in an open position. The membrane 18 is made of an elastic material and can work together with the diaphragm plate 16 move in the direction of arrow S in a closed position. In the closed position comes the membrane 18 with a contact surface 24 an opening cross-section 26 to the plant and thus prevents gas flow from an upstream of the opening cross-section 26 lying gas inlet section 20 towards a downstream of the contact surface 24 lying Gasauslassabschnittes 22 ,

Wie in 1 erkennbar ist, variiert die Dicke der Membran 18 in radialer Richtung. Die Membran 18 weist im Bereich eines radial außenseitigen Randes sowie in einem mittleren Dichtbereich eine vergleichsweise große Dicke und in einem elastischen Zwischenbereich eine vergleichsweise geringe Dicke auf. Innerhalb der jeweiligen Bereiche ist die Dicke weitestgehend konstant.As in 1 can be seen, the thickness of the membrane varies 18 in the radial direction. The membrane 18 has a comparatively large thickness in the region of a radially outer edge and in a middle sealing region and a comparatively small thickness in an elastic intermediate region. Within the respective areas, the thickness is largely constant.

Mit der bereits erwähnten Schraubenfeder 30 wird eine Öffnungskraft auf die Membran 18 in Richtung der Offenstellung ausgeübt.With the already mentioned coil spring 30 becomes an opening force on the membrane 18 in the direction of the open position.

Bei dem gezeigten Druckbegrenzungsventil 10 handelt es sich um ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil, welches für die Druckregelung der Entlüftung eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Der Gaseinlassabschnitt 20 ist dabei mit dem Kurbelgehäuse strömungsleitend verbunden und der Gasauslassabschnitt 22 mit einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine.In the illustrated pressure relief valve 10 it is a crankcase ventilation valve, which is used for the pressure control of the venting of a crankcase of an internal combustion engine. The gas inlet section 20 is connected to the crankcase flow-conducting and the gas outlet 22 with an intake tract of the internal combustion engine.

Wird ein durch die Schraubenfeder 30 vorgegebener Unterdruck überschritten, wird eine Kraft auf die Membran 18 ausgeübt, die größer ist als die durch die Schraubenfeder 30 bewirkte Öffnungskraft, was - abhängig von der Höhe des Unterdrucks - zu einem vollständigen oder teilweisen Verfahren der Membran 18 in die Schließstellung führt. Sobald die Membran 18 mit der Anlagefläche 24 des Gasauslassabschnittes 22 vollständig zur Anlage kommt (vgl. 2), ist das Druckbegrenzungsventil 10 geschlossen.Will one through the coil spring 30 given negative pressure is exceeded, a force on the membrane 18 exerted greater than that by the coil spring 30 caused opening force, which - depending on the level of negative pressure - to a complete or partial operation of the membrane 18 leads to the closed position. Once the membrane 18 with the contact surface 24 the gas outlet section 22 completely comes to the plant (see. 2 ), is the pressure relief valve 10 closed.

Wie bereits erwähnt, können im Betrieb einer Brennkraftmaschine insbesondere durch Druckpulsationen Schwingungen entstehen, welche sich auf die Membran 18 übertragen. Dies kann zu unerwünschten Geräuschen, insbesondere in Schließstellung der Membran 18 führen. Es wurde festgestellt, dass derartige unerwünschte Geräusche insbesondere dann auftreten, wenn eine aus dem Stand der Technik bekannte Membran 18' die in 2 gestrichelt dargestellte Position einnimmt. In einer solchen Position kann eine solche, aus dem Stand der Technik bekannte Membran 18' über ihre gesamte Fläche innerhalb des Öffnungsquerschnitts 26 schwingen.As already mentioned, oscillations can occur during operation of an internal combustion engine, in particular due to pressure pulsations, which affect the membrane 18 transfer. This can lead to unwanted noise, especially in the closed position of the membrane 18 to lead. It has been found that such unwanted noises occur especially when a known from the prior art membrane 18 ' in the 2 dashed position occupies position. In such a position, such, known from the prior art membrane 18 ' swing over its entire surface within the opening cross-section 26.

Mit der in den 2 und 3 im Detail dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils 10 können derartige Geräusche vermieden werden, indem in dem Öffnungsquerschnitt 26 des Gasauslassabschnittes 22 eine Membran-Stützstruktur 32 in Form einer Rippe 42 ausgebildet ist. Die Rippe 42 gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie in 3 gut erkennbar ist, in Form eines den Öffnungsquerschnitt 26 halbierenden Stützsteges ausgebildet. Die Membran 18 tritt in Schließstellung mit diesem Stützsteg in Kontakt und stützt sich dadurch an diesem ab, was in 2 gut erkennbar ist.With the in the 2 and 3 shown in detail embodiment of a pressure relief valve according to the invention 10 Such noise can be avoided by in the opening cross-section 26 the gas outlet section 22 a membrane support structure 32 in the form of a rib 42 is trained. The rib 42 according to the first embodiment is as in 3 well recognizable, in the form of the opening cross-section 26 formed halving support web. The membrane 18 occurs in the closed position with this support bar in contact and is thereby supported on this, what in 2 is clearly recognizable.

Wie in den 2 und 3 gut erkennbar ist, ist die Membran-Stützstruktur 32 in dem Öffnungsquerschnitt 26 des Gasauslassabschnittes 22 einstückig mit der Umfangswand 34 des Gasauslassabschnittes 22 ausgebildet. Die als Membran-Stützstruktur 32 dienende Rippe 42 erstreckt sich von einer ersten Kontaktstelle 38 einer inneren Umfangswand 36 des Gasauslassabschnittes 22 geradlinig bis zu einer zweiten Kontaktstelle 40 dieser inneren Umfangswand 36 und bildet so einen Stützsteg im Sinne der Erfindung. An der Rippe 42 kommt die Membran 18 in Schließstellung, wie in 2 gezeigt, zur Anlage. Dadurch ergeben sich an der Membran 18 in Schließstellung zwei schwingende Teilflächen 44a, 44b. Dementsprechend verändert sich auch die Resonanzfrequenz derart, dass die im Betrieb der zugehörigen, nicht dargestellten Brennkraftmaschine auftretenden Schwingungen außerhalb der Resonanzfrequenz der Membran 18 in Schließstellung liegen.As in the 2 and 3 is clearly recognizable, is the membrane support structure 32 in the opening cross-section 26 the gas outlet section 22 integral with the peripheral wall 34 the gas outlet section 22 educated. The as membrane support structure 32 serving rib 42 extends from a first contact point 38 an inner peripheral wall 36 the gas outlet section 22 straight up to a second contact point 40 this inner peripheral wall 36 and thus forms a support bridge in the context of the invention. At the rib 42 comes the membrane 18 in closed position, as in 2 shown to the plant. This results in the membrane 18 in the closed position, two oscillating faces 44a, 44b. Accordingly, the resonance frequency also changes such that the vibrations occurring during operation of the associated engine, not shown, outside the resonance frequency of the diaphragm 18 lie in the closed position.

In 2 ist auch erkennbar, dass die Membran-Stützstruktur 32 eine ebene Stützstruktur-Anlagefläche 46 aufweist, die parallel zu der Anlagefläche 24 ausgerichtet und gegenüber der Anlagefläche 24 des Gasauslassabschnittes 22 in Strömungsrichtung und Erstreckungsrichtung des Öffnungsquerschnitts 26 betrachtet um die Länge L zurückversetzt ist. Vorliegend ist der Stützsteg um 0,5 mm zurückversetzt, wobei die Querschnittsbreite Q (vgl. 3) des Gasauslassabschnittes 22 10 mm beträgt. In 2 is also evident that the membrane support structure 32 a flat support structure bearing surface 46 which is parallel to the contact surface 24 aligned and opposite the contact surface 24 the gas outlet section 22 in the flow direction and extension direction of the opening cross-section 26 viewed back by the length L is. In the present case, the support bar is set back by 0.5 mm, wherein the cross-sectional width Q (see FIG. 3 ) of the gas outlet section 22 10 mm.

Be der in 4 gezeigten zweite Ausführungsform ist die ebene Stützstruktur-Anlagefläche 46 gegenüber der Anlagefläche 24 um die Länge L von 1 mm zurückversetzt.Be in 4 shown second embodiment is the flat support structure abutment surface 46 opposite the contact surface 24 set back by the length L of 1 mm.

Im Folgenden werden für weitere Ausführungsformen für identische oder zumindest funktionsgleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet wie zur Beschreibung der ersten Ausführungsform. Es ist dabei im Folgenden jeweils nur der für die Erfindung relevante Teil des Druckbegrenzungsventils 10 mit dem Gasauslassabschnitt 22 dargestellt. Im Übrigen können die Ausführungsformen insbesondere so wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform oder alternativ im Rahmen des durch die Ansprüche definierten Schutzbereiches ausgebildet sein.In the following, the same reference numerals are used for further embodiments for identical or at least functionally identical elements as for the description of the first embodiment. In the following, in each case only the part of the pressure relief valve relevant to the invention is shown 10 with the gas outlet section 22 shown. Incidentally, the embodiments may in particular be designed as the previously described first embodiment or alternatively within the scope of the claims defined by the claims.

In 4 ist eine zweite Ausführung eines Druckbegrenzungsventils 10 in einer Darstellung analog zu 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Membran-Stützstruktur 32 durch zwei Rippen 42 in Form von Stützstegen gebildet, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind und somit ein Stützkreuz 48 bilden. Die Rippen 42 sind damit ebenfalls Stützstege im Sinne der Erfindung und auch in dieser Ausführungsform einstückig mit der Umfangswand 36 ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist die Membran 18 (nicht dargestellt) im Schließzustand in vier Teilflächen gegliedert, wodurch sich die Schwingfähigkeit der Membran signifikant reduziert. Dementsprechend ändert sich auch die Resonanzfrequenz erheblich.In 4 is a second embodiment of a pressure relief valve 10 in a representation analogous to 3 shown. In this embodiment, the membrane support structure 32 through two ribs 42 formed in the form of supporting webs, which are aligned perpendicular to each other and thus a cross 48 form. Ribs 42 are thus also support webs in the context of the invention and also in this embodiment integral with the peripheral wall 36 educated. In this embodiment, the membrane 18 (Not shown) in the closed state divided into four sub-areas, which significantly reduces the vibration of the membrane. Accordingly, the resonance frequency changes considerably.

Die in den 3 und 4 gezeigten Stützstege weisen eine Breite B senkrecht zur Haupterstreckung der jeweiligen Stützstege auf, die ca. 10 % der Querschnittsbreite Q des Gasauslassabschnitts 22 beträgt. Die Breite B beträgt damit hier 1 mm. Insgesamt wird somit die Strömung in dem Gasauslassabschnitt 22 nur geringfügig beeinflusst, da der Strömungsquerschnitt durch die Stützstege nur unwesentlich verringert wird.The in the 3 and 4 shown support webs have a width B perpendicular to the main extension of the respective support webs, which is about 10% of the cross-sectional width Q of the gas outlet 22 is. The width B is thus here 1 mm. Overall, thus, the flow in the gas outlet section 22 only slightly influenced because the flow cross-section is reduced only slightly by the support webs.

In 5 ist eine dritte Ausführungsform eines Druckbegrenzungsventils 10 in einer Darstellung analog zu 2 dargestellt, wobei die Membran 18 hier in einer Offenstellung gezeigt ist. Die Membran 18 weist eine gegenüber einer Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Öffnungsquerschnitts 26 um den Winkel α geneigte Position auf. Die Anlagefläche 24 ist in einem korrespondierenden Winkel α gegenüber der Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung geneigt. Dementsprechend kann die Membran 18 durch Verfahren in einer parallel zur Erstreckungsrichtung verlaufenden Schließrichtung in Schließstellung verfahren werden und kommt dann gleichzeitig mit ihrem Umfang mit der Anlagefläche 24 zur Anlage. Der Winkel α beträgt vorliegend 3°. Es hat sich gezeigt, dass auch durch die bloße Neigung der Membran 18 gegenüber einer Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung eine Veränderung der Resonanzfrequenz bewirkt und somit das akustische Verhalten der Membran 18 positiv beeinflusst werden kann. Der Vollständigkeit halber wird darauf verwiesen, dass die Ausführungsform gemäß 5 auch mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kombinierbar ist, um das akustische Verhalten in Schließstellung weiter zu verbessern.In 5 is a third embodiment of a pressure relief valve 10 in a representation analogous to 2 shown, wherein the membrane 18 shown here in an open position. The membrane 18 has a relation to a plane perpendicular to the extension direction of the opening cross-section 26 on the angle α inclined position. The contact surface 24 is inclined at a corresponding angle α with respect to the plane perpendicular to the extension direction. Accordingly, the membrane 18 be moved by the process in a closing direction extending parallel to the direction of extension closing position and then comes at the same time with its circumference with the contact surface 24 to the plant. The angle α is presently 3 °. It has been shown that even by the mere inclination of the membrane 18 with respect to a plane perpendicular to the extension direction causes a change in the resonant frequency and thus the acoustic behavior of the membrane 18 can be positively influenced. For completeness, it should be noted that the embodiment according to 5 can also be combined with the embodiments described above in order to further improve the acoustic behavior in the closed position.

In 6 und 7 sind eine vierte und fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils 10 in einer Darstellung analog zu 2 dargestellt, wobei die Membran 18 bei diesen Ausführungsformen jeweils eine gekrümmte Stellung aufweist.In 6 and 7 are a fourth and fifth embodiment of a pressure relief valve according to the invention 10 in a representation analogous to 2 shown, wherein the membrane 18 each having a curved position in these embodiments.

In 6 ist die Membran 18 in einer Schließstellung gezeigt. Die Anlagefläche 24 ist im Bereich des jeweiligen äußeren Randes zwar im Querschnitt eben ausgebildet, d.h. der Rand erstreckt sich in rein radialer Richtung betrachtet jeweils genau senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Öffnungsquerschnittes 26. In Umfangsrichtung weist die Anlagefläche 24 allerdings eine Neigung auf, so dass sich jeweils über den halben Umfang ein gleichmäßig ansteigender und ein gleichmäßig abfallender Verlauf ergibt. Dadurch ergibt sich - unabhängig von der Fixierung der Membran 18 - in radialer Richtung eine doppelte Krümmung in Schließstellung der Membran 18, was in 6 gut erkennbar ist. Je höher die Eigensteifigkeit der Membran 18 ist, umso weiter wandert die Krümmung in radialer Richtung in Richtung Mitte des Öffnungsquerschnittes 26. Auch mit dieser Ausführungsform können die akustischen Auffälligkeiten reduziert oder vollständig beseitigt werden.In 6 is the membrane 18 shown in a closed position. The contact surface 24 is in the region of the respective outer edge, although in cross-section flat, ie, the edge extends in a purely radial direction viewed exactly perpendicular to the extension direction of the opening cross-section 26 , In the circumferential direction, the contact surface 24 However, an inclination, so that in each case over half the circumference results in a uniformly rising and a uniformly sloping course. This results - regardless of the fixation of the membrane 18 - In the radial direction, a double curvature in the closed position of the membrane 18 , what in 6 is clearly recognizable. The higher the inherent stiffness of the membrane 18 is, the further the curvature migrates in the radial direction in the direction of the center of the opening cross-section 26 , Also with this embodiment, the acoustic abnormalities can be reduced or completely eliminated.

Gleiches gilt für die in 7 dargestellte fünfte Ausführungsform, gemäß welcher der Membranteller 16 aufgrund seiner asymmetrischen Geometrie die Membran 18 mit einer gekrümmten Oberfläche vorspannt. Dementsprechend weist die Membran 18 sowohl in Offenstellung als auch in Schließstellung eine vorgespannte und gekrümmte Oberfläche auf, wodurch die Schwingfähigkeit ausreichend reduziert werden kann, um akustischen Auffälligkeiten während des Betriebes einer Brennkraftmaschine entgegenzuwirken.The same applies to the in 7 illustrated fifth embodiment, according to which the diaphragm plate 16 due to its asymmetric geometry the membrane 18 with a curved surface biases. Accordingly, the membrane 18 both in the open position and in the closed position to a biased and curved surface, whereby the vibration ability can be reduced sufficiently to counteract acoustic abnormalities during operation of an internal combustion engine.

Die Dicke d der Membran, welche in 7 beispielhaft eingetragen ist, ist in allen Ausführungsformen über die gesamte Fläche 50 oberhalb des Gasauslassabschnittes 22 konstant. Sie kann jedoch auch variierend ausgebildet sein. The thickness d of the membrane, which in 7 is exemplified, is in all embodiments over the entire area 50 above the gas outlet section 22 constant. However, it can also be designed to vary.

8 zeigt eine weitere Ausführungsform in einer Ansicht analog zu 3. Bei dieser Ausführungsform sind als Membran-Stützstruktur 32 nur einfache Rippen 42 ausgebildet, die sich von der inneren Umfangswand 36 in radialer Richtung nach innen erstrecken. Die Stützstruktur-Anlageflächen 46 der Rippen 42 sind in dieser Ausführungsform in der gleichen Ebene angeordnet wie die Anlagefläche 24. Dadurch stützt sich die - in 8 nicht dargestellte - Membran vollflächig sowohl an der Anlagefläche 24 als auch an den Stützstruktur-Anlageflächen 46 ab, so dass der schwingungsfähige Bereich der Membran um die radiale Erstreckung der Rippen 42 verkleinert ist. Auch mit einer solchen Ausführungsform konnten die akustischen Eigenschaften eines Druckbegrenzungsventils bereits erheblich verbessert werden. 8th shows a further embodiment in a view analogous to 3 , In this embodiment, as the membrane support structure 32 only simple ribs 42 formed, extending from the inner peripheral wall 36 extend inward in the radial direction. The support structure contact surfaces 46 the ribs 42 are arranged in this embodiment in the same plane as the contact surface 24 , This supports the - in 8th not shown - membrane over the entire surface both on the contact surface 24 as well as on the support structure abutment surfaces 46 so that the oscillatory region of the membrane is about the radial extent of the ribs 42 is reduced. Even with such an embodiment, the acoustic properties of a pressure relief valve have already been significantly improved.

Der Vollständigkeit wird darauf hingewiesen, dass auch bei einer wie in 8 gezeigten Ausführungsform die Stützstruktur-Anlageflächen 46 gegenüber der äußeren Anlagefläche 24 versetzt sein kann. Wichtig ist jedoch, dass die - in 8 nicht dargestellte - Membran in Schließstellung zumindest teilweise mit den Stützstruktur-Anlageflächen 46 zur Anlage kommt, damit sich dadurch das Schwingungsverhalten der Membran (nicht dargestellt) verändert.The completeness is pointed out that even with a like in 8th embodiment shown, the support structure abutment surfaces 46 opposite the outer contact surface 24 can be offset. However, it is important that the - in 8th not shown - membrane in the closed position at least partially with the support structure abutment surfaces 46 comes to rest, thereby changing the vibration behavior of the membrane (not shown).

In den 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsform ausschnittsweise in einer Ansicht analog zu 2 gezeigt. In 9 befindet sich die Membran 18 nahezu in Schließstellung, d.h. sie liegt gerade noch nicht auf der Anlagefläche 24 auf, so dass noch durch einen kleinen Spalt zwischen Membran 18 und der Anlagefläche 24 Gas gemäß dem Pfeil 56 in den Öffnungsquerschnitt 26 einströmen und entlang der Erstreckungsrichtung nach unten in Richtung eines Bodenabschnittes 54 strömen kann. Im Bereich des Bodenabschnittes 54 strömt das Gas wieder radial aus dem Öffnungsquerschnitt 26 heraus und wird einer nicht weiter dargestellten Auslassleitung zugeführt, was schematisch durch den Pfeil 58 dargestellt ist.In the 9 and 10 a further embodiment is fragmentary in a view analogous to 2 shown. In 9 is the membrane 18 almost in the closed position, ie it is just not on the contact surface 24 on, so still through a small gap between membrane 18 and the contact surface 24 Gas according to the arrow 56 in the opening cross-section 26 inflow and along the extension direction down towards a bottom section 54 can flow. In the area of the bottom section 54 the gas flows radially out of the opening cross section again 26 out and is supplied to an outlet line, not shown, which is schematically indicated by the arrow 58 is shown.

Wie aus einer Zusammenschau der 9 und 10 ersichtlich ist, ist bei dieser Ausführungsform ein als Membran-Stützstruktur 32 dienender stempelartiger Mittelsteg 52 ausgebildet, der sich von dem Bodenabschnitt 54 in Richtung Anlagefläche 24 nach oben erstreckt, so dass in einem Bereich, den die Membran 18 in Schließstellung erreicht, eine Mittelsteg-Anlagefläche 60 der Membran-Stützstruktur 32 gebildet ist, mit welcher die Membran 18 in Schließstellung zumindest teilweise in Kontakt gerät.As if from a synopsis of 9 and 10 is apparent in this embodiment as a membrane support structure 32 serving stamp-like Mittelsteg 52 formed, extending from the bottom section 54 in the direction of the contact surface 24 extends upwards, leaving in an area the membrane 18 reached in the closed position, a center bar contact surface 60 the membrane support structure 32 is formed, with which the membrane 18 at least partially comes into contact in the closed position.

In der in den 9 und 10 gezeigten Ausführungsform weist die Mittelsteg-Anlagefläche 60 eine rechteckige Grundform und eine ebene Oberfläche auf, welche senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Mittelsteges 52 orientiert ist. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die Form auch quadratisch, rund, kreuzförmig, sternförmig oder beliebig anders ausgebildet sein kann. Ferner wird darauf verwiesen, dass die Oberfläche statt eben auch beliebig gekrümmt ausgebildet sein kann, insbesondere derart, dass die Krümmung an die Krümmung der Membran 18 in Schließstellung angepasst ist. In der gezeigten Ausführungsform ist der Mittelsteg 52 einstückig mit dem Bodenabschnitt 54 ausgebildet. Es ist ebenso möglich, einen oder mehrere Mittelstege 52 separat herzustellen und mit einem Bodenabschnitt 54 oder einem anderen geeigneten Element des Öffnungsquerschnittes 26 fest zu verbinden.In the in the 9 and 10 the embodiment shown has the central web abutment surface 60 a rectangular basic shape and a flat surface, which is perpendicular to the extension direction of the central web 52 is oriented. For the sake of completeness, it is pointed out that the shape can also be square, round, cross-shaped, star-shaped or any other design. It should also be pointed out that the surface may also be curved as desired, in particular in such a way that the curvature corresponds to the curvature of the membrane 18 is adjusted in the closed position. In the embodiment shown, the center bar 52 integral with the bottom section 54 educated. It is also possible to have one or more middle bars 52 manufactured separately and with a bottom section 54 or another suitable element of the opening cross-section 26 firmly connect.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims may be essential both individually and in any desired combinations for the realization of the invention in its various embodiments. The invention may be varied within the scope of the claims and in consideration of the knowledge of the person skilled in the art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
1212: Gehäusecasing
1414: Gehäusedeckelhousing cover
1616: Membrantellerdiaphragm plate
1818: Membranmembrane
18'18 ': Membran gemäß Stand der TechnikMembrane according to the prior art
2020: GaseinlassabschnittGas inlet portion
2222: Gasauslassabschnittgas outlet
2424: Anlageflächecontact surface
2626: ÖffnungsquerschnittOpening cross-section
2828: RückstellelementReturn element
3030: Schraubenfedercoil spring
3232: Membran-StützstrukturMembrane-supporting structure
3434: Umfangswandperipheral wall
3636: innere Umfangswandinner peripheral wall
3838: erste Kontaktstellefirst contact point
4040: zweite Kontaktstellesecond contact point
4242: Ripperib
4444: Teilflächesubarea
46 46: Stützstruktur-AnlageflächeSupport structure-bearing surface
4848: Stützkreuzsupporting cross
5050: Flächearea
5252: Mittelstegcenter web
5454: Bodenabschnittbottom section
5656: Pfeilarrow
5858: Pfeilarrow
6060: Mittelsteg-AnlageflächeCentral web-contact surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4416119 B4 [0002]
EP 1843234 A1 [0003]

Claims

Pressure limiting valve having a gas inlet section (20), a gas outlet section (22) and a membrane (18) arranged between the gas inlet section (20) and the gas outlet section (22), which is arranged to be pressure-dependent adjustable between at least one open position and a closed position, wherein the membrane ( 18) in the closed position with a contact surface (24) upstream of an opening cross-section (26) of the gas outlet section (22) comes to rest, characterized in that in the opening cross section (26) of the gas outlet section (22) a membrane support structure (32) is formed or is arranged, that the membrane (18) in the closed position at least partially in addition to the membrane support structure (32) comes to rest.

Pressure limiting valve according to the preceding claim, characterized in that the membrane support structure (32) at least one extending from an inner peripheral wall (36) of the gas outlet portion (22) radially in the opening cross-section (26) extending rib (42) and / or the membrane Support structure (32) at least one at least partially in the extension direction of the opening cross-section (26) extending central web (52).

Pressure limiting valve according to the preceding claim, characterized in that at least one rib (42) is designed as a support web and extending from a first contact point (38) of the inner peripheral wall (36) to a second contact point (40) of the inner peripheral wall (36) ,

Pressure limiting valve according to the preceding claim, characterized in that two support webs are arranged in an X shape.

Pressure limiting valve according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane support structure (32) at least partially relative to the contact surface (24) viewed in the flow direction set back or formed.

Pressure relief valve according to one of the four preceding claims, characterized in that the width (B) of at least one rib (42) perpendicular to the main extension direction of the rib (42) considered between 1% and 20% of the cross-sectional width (Q) of the gas outlet section (22).

Pressure limiting valve according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane support structure (32) integral with the inner peripheral wall (36) of the opening cross-section (26) of the gas outlet section (22) and / or the membrane support structure (32) integral with another Region of the opening cross-section (26) of the gas outlet portion (22) is formed.

Pressure limiting valve according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane (18) is fixed in an outer region between a housing (12) and a housing cover (14) and disposed in an inner region within a separately produced diaphragm plate (16) between the diaphragm plate (16) and the housing (12) or housing cover (14) a return element (28) is arranged such that the movement of the membrane (18) counteracts an opening force in the closed position.

Pressure relief valve according to one of the preceding claims or according to the preamble of Claim 1 , characterized in that the membrane (18) has an at least partially curved position in the region adjoining the opening cross section (26) at least in the closed position and / or that the membrane (18) in an open position relative to the perpendicular to the extension direction of the opening cross section (26 ) is arranged inclined.

Pressure limiting valve according to one of the preceding claims, characterized in that the abutment surface (24) is planar and has an angle between 0 ° and 5 ° with respect to a plane perpendicular to the direction of extent of the opening cross section (26).