DE69011728T2 - Kanister-Auslass-Magnetventil. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein Kanister-Auslaß-Magnetventil. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbesserung zum Verringern der Abnutzung und des Betriebsgeräusches eines derartigen Ventils. Magnetventile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind aus der EP-A-099 771 bekannt.
• Ein Kanister-Auslaß-Magnetventil ist eine Vorrichtung, die bei bestimmten Dampfemissions-Regelsystemen von Kraftfahrzeugen eingesetzt wird. Ihr Zweck besteht darin, den Strom von Kraftstoffdampf aus einem Sammelbehälter, üblicherweise als Karbonkanister bezeichnet, zu der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine zu regeln. Der Strom wird mittels eines impulsbreitenmodulierten Signals geregelt, das von dem Computer der Brennkraftmaschine an den Ventilmagneten angelegt wird. Dies wiederum erzeugt eine entsprechende Modulation des Ventils, so daß die durchschnittliche Öffnungszeit des Ventils während jedes Zyklus des modulierenden Signals in gleicher Weise moduliert wird.
• Dainpfemissionsgrenzen für Kraftfahrzeuge werden durch staatliche Bestimmungen festgelegt. Aufgrund von Änderungen der anzuwendenden Grenzen müssen Dampfemissionssysteme immer größere Mengen an Kraftstoffdampf aus den Karbonkanistern abziehen. Somit ist es erforderlich geworden, das Kanister- Auslaß-Magnetventil entsprechend zu vergrößern. Zwei unerwünschte Begleiterscheinungen der Magnetventilvergrößerung sind ein erhöhter Betriebsgeräuschpegel und eine stärkere Abnutzung des Magnetkolbens (Ankers).
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige und ungewöhnliche Konstruktion, die sowohl den Betriebsgeräuschpegel wie auch die Ankerabnutzung verringert. Kurz gesagt, ist der elastomere Ventilkopf, der sich bei einer Hin- und Herbewegung des Ankers relativ zum Ventilsitz öffnet und schließt, so ausgebildet, daß er einen Begrenzungsanschlag für den Anker bei dessen Rückkehrbewegung bildet, und es ist ein elastomeres Teil zwischen dem entgegengesetzten Ende des Ankers und dem Stator angeordnet, um einen zweiten Begrenzungsanschlag zu bilden. Die beiden Begrenzungsanschläge sind so angeordnet, daß der erste Begrenzungsanschlag bei einer Ankerrückkehrbewegung den Ankerimpuls kurz vor dem zweiten Begrenzungsanschlag zu dämpfen beginnt. Die Folge ist eine beträchtliche Verringerung des Betriebsgeräuschpegels und eine verbesserte Dauerfestigkeit des zweiten Begrenzungsanschlags.
• Das Obige zusammen mit weiteren Merkmalen, Vorzügen und vorteilhaften Auswirkungen der Erfindung ist aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu betrachten sind. Die Zeichnungen offenbaren ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der zur Zeit für die am besten gehaltene Methode zum Ausführen der Erfindung.
• Fig. 1 ist ein Längsquerschnitt durch ein Kanister- Auslaß-Magnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 2 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1 und in vergrössertem Maßstab.
• Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereiches innerhalb des Kreises 3 in Fig. 1.
• Fig. 4 ist eine fragmentarische Ansicht in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 1.
• Fig. 5 ist ein Diagramm, das den Betriebsgeräuschpegel des Ventils der vorliegenden Erfindung mit den Betriebsgeräuschpegeln anderer handelsüblicher Ventile vergleicht.
• Fig. 1 zeigt ein Kanister-Auslaß-Magnetventil 10, das die Grundzüge der Erfindung verwirklicht. Das Ventil 10 besitzt einen Einlaß 12, der mit einem Karbonkanister verbindbar ist, und einen Auslaß 14, der mit dem Ansaugleitungsvakuum verbindbar ist. Zwischen dem Einlaß 12 und dem Auslaß 14 befindet sich ein Ventilsitz 16. Der Einlaß, Auslaß und Ventilsitz sind Teil des Ventilgehäuses, welches eine zu dem Einlaß und Auslaß senkrecht verlaufende zylindrische Wand 18 umfaßt. Eine Magnetanordnung 20 ist innerhalb der Wand 18 angeordnet.
• Die Magnetanordnung 20 weist einen Spulenkörper 22 aus Kunststoff mit einer kreisförmigen, zylindrischen Bohrung 24 auf. Eine elektrische Magnetspule 26 ist um den Spulenkörper 22 zwischen den Spulenkörperflanschen 28, 30 gewickelt. Der Spulenkörper besitzt einen dritten Flansch 32 an dein dem Ventilsitz 16 zugewandten Ende der Bohrung 24. Die Magnetanordnung weist ferner einen magnetisch leitenden Stator 34 auf, der in das obere Ende der Bohrung 24 eingepaßt ist. Der Stator besitzt eine Lippe 36, die ein magnetisch leitendes Teil 38 gegen das obere Ende der Spulenkörperbohrung hält. Eine magnetisch leitende Hülse 40 umgibt mit Paßsitz die Scheibe 38 sowie die Außenseite der Magnetanordnung. Diese Hülse besitzt gerippte untere Enden 42 (Fig. 4), die in Schlitze 44 des Ventilgehäuses eingepreI3t sind, um die Magnetanordnung in der Wand 18 zu halten. Nach Einbau des Magneten in das Ventilgehäuse wird das obere Ende der Wand 18 von einer Kappe 46 verschlossen, welche eine Verbindersteckeinrichtung 48 mit Kleminen 50 enthält, an denen die Enden der Magnetspule 26 angeschlossen sind. Die Verbindersteckeinrichtung 48 ist mit einem passenden Stecker (nicht gezeigt) verbindbar, welcher zu dem Computer der Brennkraftmaschine führt. Der Computer gibt ein impulsbreitenmoduliertes Signal an das Ventil 10 ab, das die Spule 26 entsprechend inoduliert.
• Die Magnetanordnung besitzt ferner ein magnetisch leitendes Teil 52, das zwischen den Flanschen 30 und 32 angeordnet ist, und einen Anker 54, der mit Gleitsitz innerhalb des unteren Endes der Bohrung 24 angeordnet ist. Eine Schraubenfeder 56, die zwischen dem Stator 34 und dem Anker 54 angeordnet ist, beaufschlagt den Anker in Richtung weg von dem Stator, so daß bei einer Erregung der Magnetspule ein elastomerer Ventilkopf 58, der sich an dem Ende des Ankers befindet, gegen den Ventilsitz 16 gedrückt wird, um die Strömung zwischen dem Einlaß 12 und dem Auslaß 14 zu unterbrechen. Wenn die Magnetspule erregt wird, wird der Anker 54 zunehmend in die Bohrung 24 zurückgezogen, wobei die Feder 56 zusammengedrückt und der Ventilkopf 58 von dem Ventilsitz 16 abgehoben wird, so daß eine Strömung vom Einlaß 12 zum Auslaß 14 ermöglicht wird.
• Gemäß den Grundzügen der Erfindung ist der Ventilkopf 58 so ausgebildet, dar er eine spezielle Beziehung zu dem Spulenkörper 22 hat. Genauer gesagt, überlappt der Ventilkopf in radialer Richtung den Flansch 32, und er ist dick genug gemacht, so dar der äußere Rand des Ventilkopfes sich an einen die Bohrung 24 umgebenden Rand des Flansches 32 anlegt, wenn die Magnetspule zum Zurückbewegen des Ankers erregt wird. Außerdem erfolgt dieses sich Anlegen anfangs, unmittelbar bevor ein elastomerer Begrenzungsanschlag 60 an dem entgegengesetzten Ende des Ankers 54 sich an das gegenüberliegende Ende des Stators 34 anlegt. Der Begrenzungsanschlag 60 ist in eine koaxiale Vertiefung am Ende des Ankers so eingepaßt, daß ein Abschnitt des Begrenzungsanschlages aus dem Ende des Ankers vorsteht. Es ist dieser vorstehende Abschnitt des Begrenzungsanschlages 60, der auf den Stator 34 auftrifft, wenn der Anker zurückbewegt wird, so dar ein Metall-gegen-Metall-Kontakt zwischen dem Anker und dem Stator vermieden wird. Wenn der Anker zurückbewegt wird, hat der Ventilkopf die Wirkung, dar er zunächst einen Teil des Impulses des Ankers auf fängt, ehe der Begrenzungsanschlag 60 den Stator 34 berührt. Somit wird der volle Stoß nicht von dem Begrenzungsanschlag 60 allein gedämpft, vielmehr wird die am Ende erfolgende Stoßdämpfung von dem Ventilkopf 58 und dem Begrenzungsanschlag 60 geteilt, nachdem der Anfangsstoß von dem Ventilkopf 58 gedämpft wurde. Die Folge ist ein leiserer Ventilbetrieb und eine verringerte Abnutzung des Begrenzungsanschlags 60.
• Das elastomere Material für den Ventilkopf ist vorzugsweise ein gegen Kraftstoff resistentes Material, und Fluorsilikongummi ist ein geeignetes Material. Sowohl der Ventilkopf wie auch der Begrenzungsanschlag können mittels herkömmlicher Einsatzgießtechniken am Anker 54 angegossen werden. Das Ende des Ankers enthält einen Umfangsflansch 62, so dar der Flansch 62 nach dem Gießen des Ventilkopfes 58 von einer Umfangsnut 64 in dem Ventilkopf 58 aufgenommen wird.
• Fig. 5 ist ein Diagramm, das den Betriebsgeräuschpegel des Ventils 10 mit den Geräuschpegeln anderer handelsüblicher Kanister-Auslaßventilen vergleicht. Das Ventil 10 ist in dem Diagramm mit BRAND S bezeichnet, und das Diagramm zeigt, dar das Ventil 10 einen wesentlich niedrigeren Betriebsgeräuschpegel als die anderen Ventile bei gleichen Versuchsbedingungen hat. Somit stellt die Erfindung eine bedeutende Verbesserung bei Kanister-Auslaß-Magnetventilen dar.

Claims (4)

1. Magnetbetätigtes Ventil mit einem Ventilsitz (16), der zwischen einem Einlaß (12) und einem Auslaß (14) angeordnet ist, einer Magnetanordnung (20), die eine zu dem Ventilsitz koaxiale Bohrung (24) aufweist, einem Stator (34), der in der Bohrung angeordnet ist, einem Anker (54), der in der Bohrung zwischen dem Stator und dem Ventilsitz angeordnet ist und in Abhängigkeit von einer Erregung und Entregung der Magnetanordnung hin- und herbewegbar ist, und einem elastomeren Ventilkopfteil (58), das sich auf dem Anker außerhalb der Bohrung befindet und das sich bei einer Hin- und Herbewegung des Ankers in der Bohrung an den Ventilsitz anlegt bzw. sich von ihm abhebt, wobei das Ventilkopfteil (58) die Magnetanordnung um die Bohrung herum radial überlappt und dick genug ist, um sich nicht nur an den Ventilsitz (16) anzulegen, sondern sich auch an die Magnetanordnung (20) um die Bohrung (24) herum anzulegen, wenn sich der Anker (54) in der Bohrung (24) hin- und herbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastomerer Begrenzungsanschlag (60) zwischen dem Stator (34) und dem Anker (54) angeordnet ist, um einen Stoß zwischen dem Anker und dem Stator zu dämpfen, wenn sich der Anker von dem Ventilsitz wegbewegt und wenn der Anker (54) sich in die Bohrung (24) zurückbewegt, wobei das Ventilkopfteil (58) anfangs die Magnetanordnung (20) berührt, um anfangs den Impuls des Ankers (54) zu dämpfen, wonach die am Ende erfolgende Stoßdämpfung von dem Ventilkopfteil (58), das gegen die Magnetanordnung (20) um die Bohrung herum wirkt, und von dem Begrenzungsanschlag (60), der zwischen dem Stator (34) und dem Anker (54) wirkt, geteilt wird.

2. Ventil nach Anspruch 1, bei dem das Ventilkopfteil eine innere Umfangsnut (64) aufweist und der Anker einen in der Nut angeordneten Umfangsflansch (62) aufweist.

3. Ventil nach Anspruch 1, bei dem der Begrenzungsanschlag (60) an dem Anker (54) befestigt ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, bei dein der Begrenzungsanschlag (60) teilweise in einer Vertiefung eingebettet ist, die in einem dem Stator (34) zugewandten Ende des Ankers (54) zentral ausgebildet ist.