PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102007014480A1 27.09.2007
Titel Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung
Anmelder Mann + Hummel GmbH, 71638 Ludwigsburg, DE
Erfinder Hilpert, Torsten, 71729 Erdmannhausen, DE
DE-Anmeldedatum 22.03.2007
DE-Aktenzeichen 102007014480
Offenlegungstag 27.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.09.2007
IPC-Hauptklasse G01L 7/04(2006.01)A, F, I, 20070322, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F01L 11/00(2006.01)A, L, I, 20070322, B, H, DE   F02D 9/10(2006.01)A, L, I, 20070322, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung in Abhängigkeit eines angelegten Druckes. Hierzu befindet sich eine Bourdonröhre in einem Gehäuse. Im Inneren der Röhre liegt Umgebungsdruck an. In dem Gehäuse herrscht ein variabler Unterdruck. Dieser Unterdruck bewirkt eine Bewegung der Bourdonröhre, die mit einem Ventil verbunden ist und die Bewegung auf das Ventil durch eine Ankopplung überträgt. Der Unterdruck führt dazu, dass das Ventil ein Verschließen oder Öffnen zwischen dem Eingang eines in das Gehäuse führenden Rohres und dem Ausgang des Rohres aus dem Gehäuse bewirkt.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung in Abhängigkeit eines angelegten Druckes gemäß der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

Bourdonröhren sind insbesondere zur Messung von Drücken in Gasbehältern oder zur Messung des Umgebungsluftdruckes bekannt. So zeigt die US 4,462,301 eine Bourdonröhre, mit der über ein Gestänge eine transversale Bewegung auf einen Schieber ausgeübt werden kann und dieser Schieber eine Verbindung freigibt oder sperrt.

Es ist ferner aus der DE 28 37 142 ein Stellglied für eine Bremse mit einem Gehäuse bekannt, wobei eine automatische Nachstelleinrichtung vorgesehen ist, und ein Sperrglied aus einer Bourdon'schen Röhre mit abgedichteten Endscheiben besteht. Die Bourdon'sche Röhre weist ein Vakuum auf oder ist mit Luft gefüllt. Sie ist kreisförmig ausgebildet und mit einer selbsthemmenden Einrichtung versehen.

Die beschriebenen Systeme sind sehr aufwendig und nur mit hohem Aufwand herstellbar. Außerdem ist zur präzisen Steuerung eines Elements eine Kalibrierung der Bourdon'schen Röhre erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung in Abhängigkeit eines angelegten Druckes zu schaffen, die zuverlässig arbeitet und mit einem einfachen Aufbau eine prozesssichere Steuerung oder Regelung eines Ventils schafft. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Offenbarung der Erfindung

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mit der Röhre ein Ventil verbunden ist und die Röhre in ihrem Inneren Umgebungsdruck aufweist. Damit entfällt eine aufwendige Kalibrierung. Die Röhre selbst ist in einem Gehäuse angeordnet. Dieses Gehäuse weist ein Rohr auf, das mit dem Ventil verschlossen werden kann. Außerdem besitzt das Gehäuse ein weiteres Rohr, das bei geöffnetem Ventil einen Durchgang durch das Gehäuse bildet.

Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung liegt darin, dass der Durchgang von Kurbelgehäusegasen einer Brennkraftmaschine durch ein solches Ventil gesteuert werden kann. So kann mit dem Ventil das Durchleiten von Kurbelgehäusegasen aufgrund des im Kurbelgehäuse herrschenden Druckes ermöglicht werden. Hierzu ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise die Bourdonröhre mit einem Schwenkmechanismus gekoppelt. Eine Druckveränderung erzeugt eine Bewegung des freien Endes der Bourdonröhre, wodurch sich der Schwenkmechanismus in Bewegung setzt und, sofern dieser Mechanismus mit einem Ventil verbunden ist, dieses Ventil öffnet oder verschließt.

Zweckmäßigerweise ist die Bourdonröhre mit einer Luftaustauschöffnung verbunden. Dies bedeutet, dass innerhalb der Bourdonröhre Umgebungsdruck herrscht, während der Druck des sie umgebenden Gehäuses vom Umgebungsdruck abweicht und diese Abweichung sich in der Bewegung der Bourdonröhre bemerkbar macht.

Eine zweckmäßige Herstellung einer Röhre aus Kunststoff ist das Extrudieren und spiralförmige Anordnen. Dieses Verfahren ist besonders wirtschaftlich und ermöglicht die Herstellung von preiswerten Röhren.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen nicht nur aus den Ansprüchen sondern auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen

1 die Prinzipdarstellung einer Bourdonröhre zur Erzeugung einer Schwenkbewegung,

2 die Schnittdarstellung durch ein bourdonröhrengesteuertes Ventil und

3 eine Draufsicht auf das in 2 dargestellte Ventil ohne Deckel.

Ausführungsform(en) der Erfindung

1 zeigt in der Prinzipdarstellung eine Bourdonröhre 10, die an einem Fixpunkt 11 befestigt ist. Die Bourdonröhre ist über einen Anschluss 12 mit einem hier nicht dargestellten Unterdruckgeber verbunden. Dieser Unterdruck kann beispielsweise in einem Saugrohr einer Brennkraftmaschine erzeugt werden, selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, hier Überdruck einzuleiten. In jedem Fall wird der in der Bourdonröhre anliegende Druck dazu führen, dass diese sich aufgrund des konstanten Umgebungsdrucks verändert und ein Ausgangssignal erzeugt. Je nach anliegendem Druck erfolgt eine Bewegung der Bourdonröhre am inneren Ende der Spirale gemäß dem Pfeil 13. Dieses Prinzip kann genutzt werden um am inneren Ende der Spirale ein Ventil, eine Klappe oder ähnliches anzubringen oder um eine Öffnung zu verschließen.

2 zeigt in einer Schnittdarstellung ein Gehäuse 14, welches topfförmig ausgebildet ist. Dieses Gehäuse weist einen Gaseinlass 15 auf, der sich sowohl nach außen als auch nach innen in das Gehäuse erstreckt. Dieser Einlass ist als Rohr 18 ausgebildet. Das Gehäuse 14 wird verschlossen durch einen Deckel 21. Zwischen Deckel und Gehäuse 14 befindet sich ein umlaufender Dichtring 22. Beide Teile sind beispielsweise miteinander verschraubt. Der Deckel 21 ist mit einer Öffnung 16 versehen, diese stellt den Gasauslass 31 aus dem System dar. Im Inneren des Gehäuses 14 befindet sich eine Bourdonröhre 10, die als Schnecke aufgewickelt ist, wobei zwei Windungen 23, 24 zu erkennen sind. Die äußere Windung 23 ist rechtsseitig an einem Steg 25 befestigt. Dieser Steg ist an dem Gehäuse 14 angeordnet. Die innere Windung 24 weist ein Übertragungsglied 26 auf, das weiter unten näher erläutert wird. Mit dem Übertragungsglied 26 ist eine Antriebswelle 27 mit Arm 29 (siehe 3) gekoppelt. An dieser Antriebswelle ist eine Blende 28 befestigt. Diese Blende 28 liegt auf dem Rohr 18 auf und bildet eine Schwenkklappe, die über die Antriebswelle 27 betätigt wird. Damit kann diese Blende 28 das Rohr 18 öffnen oder verschließen.

3 zeigt in einer Draufsicht die in 2 dargestellten Elemente. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Bourdonröhre 10 ist am Ende ihrer äußeren Windung 23 am Steg 25 befestigt. Gleichzeitig ist dort eine Luftaustauschöffnung 20 vorgesehen. Über diese steht das Innere der Bourdonröhre mit dem Umgebungsdruck in Verbindung. In der Luftaustauschöffnung 20 kann sich ein Filterelement befinden (nicht dargestellt), um zu verhindern, dass Schmutz in die Bourdonröhre gelangt. Das Übertragungsglied 26 steht mit einem Arm der Antriebswelle 27 in Verbindung. An der Antriebswelle 27 befindet sich, wie bereits erwähnt, die Blende 28, die sich über der Öffnung 18 in Pfeilrichtung bewegt. Das Gesamtsystem ist ein selbstregulierendes Ventil. Liegt in dem Innenraum des Gehäuses 14 ein bestimmter Unterdruck an, bleibt die Blende 28 von der Öffnung/Rohr 18 weggeschwenkt, so dass ein Durchgang von Kurbelgehäusegasen gemäß den Pfeilen 30, 31 erfolgt. Sobald der Unterdruck sich verstärkt, das heißt unter einen bestimmten Wert abfällt, z. B. unter einen Wert von –0,5 bar, wird aufgrund der Bewegung der Bourdonröhre 10 sich die Blende 28 über die Öffnung 18 bewegen und den Gaseinlass 15 verschließen um zu verhindern, dass sich dieser Unterdruck in das Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine fortsetzt. Das heißt, mit größer werdendem Unterdruck wird der Querschnitt 18 verkleinert.

An der Antriebswelle 27 ist bevorzugt noch zusätzlich eine hier nicht dargestellte Feder vorgesehen, welche zwischen der als Schwenkschieber ausgebildeten Blende 28 und dem Gehäuse eine Federkraft aufbaut, die, falls kein oder wenig Unterdruck im Gehäuse anliegt, den Schwenkschieber offen hält. Dies bedeutet, dass die Kraft der Schnecke bei größer werdendem Unterdruck gegen die Kraft der Feder wirkt. Der Vorteil dieser Feder liegt darin, dass diese einerseits die temperaturabhängige Schwankung der Flexibilität des Werkstoffes der Schnecke reduziert. Zusätzlich kann durch die Verwendung unterschiedlicher Federn auch der Regeldruck des Ventils eingestellt werden. Dies ist eine wichtige Funktion des Ventils, da bei unterschiedlichen Anforderungen bezüglich dem Öffnen und Verschließen anhand des Kurbelgehäusedrucks diese Anforderungen durch eine einfache Anpassung der Feder erfüllt werden kann.

In einer einfachen Ausgestaltung handelt es sich bei dieser Feder um eine Spiralfeder.


Anspruch[de]
Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung in Abhängigkeit eines angelegten Druckes, wobei eine Bourdonröhre sich in einem Gehäuse befindet und im Inneren der Röhre Umgebungsdruck anliegt und in dem Gehäuse ein variabler Unterdruck herrscht, wobei dieser Unterdruck eine Bewegung der Bourdonröhre bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bourdonröhre mit einem Ventil verbunden ist und die Bewegung auf das Ventil durch eine Ankopplung übertragen wird, derart, dass das Ventil ein Verschließen oder Öffnen zwischen dem Eingang eines in das Gehäuse führenden Rohres und dem Ausgang des Rohres aus dem Gehäuse bewirkt Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Rohres mit dem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine verbunden ist und ein Ausgang des Gehäuses mit einer Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine verbunden ist und aufgrund der Ventilbewegung eine Regelung des Kurbelgehäusegasdruckes erfolgt. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bourdonröhre mit einem Verbindungselement versehen ist, das mit einem Hebel an dem Ventil in Verbindung steht und über den Hebel die Ventilbewegung ausgeführt wird. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bourdonröhre eine Luftaustauschöffnung aufweist, derart, dass der Umgebungsdruck sich in die Röhre fortsetzt. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhre aus Kunststoff besteht und aus einem Stück extrudiert ist und in Spiralform gebracht wurde, wobei die Enden durch Zuschweißen oder Abquetschen verschlossen sind oder Endkappen angeschweißt oder angeklebt sind. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Schwenkschieber oder eine Blende ist, welche aufgrund der Bewegungen der Röhre sich über dem Ausgang des Rohres bewegt und dieses verschließt oder öffnet.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com