DE4244113A1 - Ventil zum dosierten Einleiten von verflüchtigtem Brennstoff in einen Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Ventil zum dosierten Einleiten von aus dem Brennstofftank einer Brennkraftmaschine verflüchtigtem Brennstoff in einen Ansaugkanal der Brennkraftmaschine nach der Gat­ tung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein derartiges Ventil bekannt (DE 40 23 044 A1), bei dem es insbesondere bei einer getakteten An­ steuerung eines die Ventilstellung beeinflussenden Elektromagneten zu störenden Betriebsgeräuschen infolge einer Berührung relativ zuein­ ander bewegter metallischer Teile kommen kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine störende Ge­ räuschbildung beim Betrieb des Ventils vermieden wird.

Darüberhinaus weist das erfindungsgemäße Ventil eine verbesserte Verschleißresistenz auf, da ein Aufeinanderprallen relativ zueinan­ der bewegter metallischer Teile verhindert bzw. abgeschwächt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Ventils möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbei­ spiels eines erfindungsgemäßen Ventils, Fig. 2 einen Teilschnitt des ersten Ausführungsbeispiels entsprechend der strichpunktierten Linie in Fig. 1 und Fig. 3 einen Teilschnitt eines zweiten Aus­ führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ventils.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 dargestellte Ventil zum dosierten Zumischen von aus dem Brennstofftank einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine verflüchtigtem Brennstoff zu einem der Brenn­ kraftmaschine über einen Ansaugkanal zugeführten Brennstoff/Luft-Ge­ misch, im folgenden Tankentlüftungsventil genannt, wird in einer Ab­ gabeanlage zur Einleitung von verflüchtigtem Brennstoff in eine Brennkraftmaschine verwendet, wie diese in der DE 35 19 292 A1 (US 4 763 635) beschrieben ist. Das Tankentlüftungsventil weist ein zweiteiliges Ventilgehäuse 10 mit einem topfförmigen Gehäuseteil 101 und einem dieses abschließenden kappenförmigen Gehäuseteil 102 auf. Der Gehäuseteil 101 trägt einen Zuströmstutzen 11 zum Anschließen an einen Entlüftungsstutzen des Brennstofftanks oder an einen diesem nachgeschalteten, mit Aktivkohle gefüllten Speicher für den ver­ flüchtigten Brennstoff, während der Gehäuseteil 102 einen Abström­ stutzen 12 zum Anschließen an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine trägt. Zuströmstutzen 11 und Abströmstutzen 12 sind jeweils axial in den Gehäuseteilen 101 bzw. 102 angeordnet. Im Innern des topfförmi­ gen Gehäuseteils 101 ist ein Elektromagnet 13 angeordnet.

Der Elektromagnet 13 weist ein topfförmiges Magnetgehäuse 14 mit einem den Topfboden durchdringenden, koaxialen, hohlzylindrischen Magnetkern 15 und eine zylindrische Erregerspule 16 auf, die auf einem Spulenträger 17 sitzt, der im Magnetgehäuse 14 den Magnetkern 15 umschließt. Am Boden des Magnetgehäuses 14 ist einstückig ein nach außen vorspringender Gewindestutzen 18 mit einem Innengewinde 19 ausgebildet, das mit einem Außengewindeabschnitt 20 des hohlzy­ lindrischen Magnetkerns 15 verschraubt ist. Der Magnetkern 15 kann daher durch Drehen im Magnetgehäuse 14 axial verschoben werden.

Der Magnetkern 15 fluchtet mit dem Zuströmstutzen 11, so daß der hier einströmende verflüchtigte Brennstoff direkt in den Magnetkern 15 gelangt und diesen durchströmt. Das Magnetgehäuse 14 und der mit diesem verschraubte Magnetkern 15 ist dabei so in dem topfförmigen Gehäuseteil 101 eingesetzt, daß zwischen dem Außenmantel des Magnet­ gehäuses 14 und dem Innenmantel des Ventilgehäuses 10 Axialkanäle verbleiben, die in Umfangsrichtung um gleiche Winkel gegeneinander versetzt sind. In der Fig. 1 sind beispielsweise zwei sich diame­ tral gegenüberliegende Axialkanäle 21, 22 dargestellt. Die Axialka­ näle 21, 22 stehen einerseits über einem Ringraum 23, der zwischen dem Ventilgehäuse 10 und dem Außengewindeabschnitt 20 des Magnet­ kerns 15 verbleibt, mit dem Zuströmstutzen 11 und andererseits über Bohrungen 24, die nahe zum offenen Ende des Magnetgehäuses 14 im Magnetgehäuse 14 eingebracht sind, mit dem Innern des Magnetgehäuses 14 in Verbindung.

Durch diese Axialkanäle 21, 22 strömt der aus dem Zuströmstutzen 11 austretende verflüchtigte Brennstoff auch um das Magnetgehäuse 14 und führt hier entstehende Wärme ab.

Der Rand des Magnetgehäuses 14 ist nach außen zu einem ringförmigen Auflageflansch 25 abgewinkelt, der endseitig zu einem axial vorste­ henden Ringsteg 26 umgebogen ist.

Der Auflageflansch 25 dient zur Aufnahme eines Rückschlußjoches 27, das das Magnetgehäuse 14 abdeckt und randseitig an dem Ringsteg 26 anliegt. Das Rückschlußjoch 27 sitzt mittels wenigstens zweier Paß­ löcher 28 auf im kappenförmigen Gehäuseteil 102 ausgebildeten Halte­ zapfen 29, die auf der dem Gehäuseteil 101 zugekehrten Unterseite desselben axial vorstehen. Beim Zusammenfügen vom kappenartigen Ge­ häuseteil 102 und topfartigen Gehäuseteil 101 wird das Rückschluß­ joch 27 paßgenau in den Auflageflansch 25 mit dem Ringsteg 26 einge­ legt und darin festgeklemmt. Im Rückschlußjoch 27 befindet sich we­ nigstens eine Ventilöffnung 34, durch die der durch den Zuström­ stutzen 11 in den topfförmigen Gehäuseteil 101 strömende verflüch­ tigte Brennstoff zum Abströmstutzen 12 gelangen kann. Bei dem Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 1 sind zwei Ventilöffnungen 34 vorgese­ hen, die mittels eines zwischen dem Rückschlußjoch 27 und dem Mag­ netkern 15 angeordneten Ventilschließgliedes 37 verschließbar sind. Zentral im Ventilschließglied 37 befindet sich koaxial zum hohlzy­ lindrischen Magnetkern 15 eine axiale Durchgangsöffnung 51 mit einer Begrenzungswand 52 (Fig. 2 und 3), durch die vom Zuströmstutzen 11 herkommender verflüchtigter Brennstoff bei geöffneter Ventilöffnung 34 zum Abströmstutzen 12 gelangen kann. Das Ventilschließglied 37 ist aus magnetisch leitendem Material hergestellt und bildet zu­ gleich den Anker des Elektromagneten 13. Das Ventilschließglied 37 wird von einer Ventilschließfeder 49 in Ventilschließrichtung beauf­ schlagt. Die Ventilschließfeder 49 stützt sich dabei einerseits am Ventilschließglied 37 und andererseits an einer an der Innenwand des hohlzylindrischen Magnetkerns 15 ausgebildeten ringförmigen Stütz­ schulter 50 ab. Durch Bestromung des Elektromagneten 13 ist das Ven­ tilschließglied 37 entgegen der Kraft der Ventilschließfeder 49 von der Ventilöffnung 34 weg in Ventilöffnungsrichtung betätigbar.

Die dem Ventilschließglied 37 abgekehrte Rückseite des Rückschluß­ jochs 27 ist durch einen Dichtungsring 42 gegenüber dem Gehäuseteil 102 abgedichtet, so daß Leckverluste über die Verbindung von Rück­ schlußjoch 27 und Magnetgehäuse 14 vermieden werden. Der Abström­ stutzen 12 ist in einen am Gehäuseteil 102 koaxial ausgeformten Auf­ nahmestutzen 43 eingerastet. Im Aufnahmestutzen 43 kann auf einer radial nach innen vorspringenden Ringschulter ein Ventilsitz 44 eines Rückschlagventils 45 ausgebildet sein, auf dem ein Ventilkör­ per 46 durch eine Ventilfeder 47 aufgepreßt wird. Die Ventilfeder 47 stützt sich in einem im Abströmstutzen 12 vorgesehenen Widerlager 48 ab. Das Rückschlagventil 45 ist insbesondere dann erforderlich, wenn das Tankentlüftungsventil in sogenannten Ladermotoren einge­ setzt werden soll.

Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt des in Fig. 1 gezeigten ersten Aus­ führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungsventils entsprechend der strichpunktierten Linie in Fig. 1. Der hohlzylin­ drische Magnetkern 15 des Elektromagneten 13 ist von der auf dem Spulenträger 17 befindlichen Erregerspule 16 umgeben. An der Stütz­ schulter 50 stützt sich die das Ventilschließglied 37 beaufschlagen­ de Ventilschließfeder 49 ab. Das Rückschlußjoch 27 weist auf seiner zum Magnetkern 15 gerichteten Seite in axialer Richtung eine zylin­ drische Vertiefung 30 auf. Das platten- oder scheibenförmig ausgebil­ dete Ventilschließglied 37 ragt in die Vertiefung 30 und hat einen etwas kleineren Durchmesser als die Vertiefung 30, so daß zwischen Umfang des Ventilschließgliedes 37 und Wandung der Vertiefung 30 ein Radialspalt 31 verbleibt. Der Radialspalt 31 ist so dimensioniert, daß das Ventilschließglied 37 mit seinem Umfang in der Vertiefung 30 axial verschiebbar geführt wird. An der Grundfläche der Vertiefung 30 sind im Bereich der beispielsweise zwei Ventilöffnungen 34 zwei erhabene Ventilsitze 32 ausgebildet, die einen Ventildoppelsitz bil­ den. Das Rückschlußjoch 27 hat demnach die Funktion eines Ventil­ sitzkörpers des Tankentlüftungsventils.

Im Ventilschließglied 37 sind wenigstens drei axiale Durchgangsboh­ rungen 33 angeordnet, die auf einem gedachten Kreis mit gleichem Ab­ stand zueinander liegen. Die Durchgangsbohrungen 33 werden von einem Dämpferelement 35 durchragt. Auf einer zum Ventildoppelsitz 32 ge­ richteten ersten Stirnseite 38 des Ventilschließgliedes 37 erstreckt sich das Dämpferelement 35 in radialer Richtung und in Umfangsrich­ tung über wenigstens einen Teilbereich 36, der wenigstens gleich groß ist wie der am Ventilsitzkörper 27 ausgebildete wenigstens eine Ventilsitz 32. Das Dämpferelement 35 dichtet mit seinem sich über die erste Stirnseite 38 des Ventilschließgliedes 37 erstreckenden Teilbereich in Ventilschließstellung die Ventilöffnungen 34 ab und dämpft einen sich nach Abschalten der Bestromung aufgrund der Kraft der Ventilschließfeder 49 ergebenden Aufprall des Ventilschließglie­ des 37 aus der Ventilöffnungsstellung heraus auf den Ventilsitz 32 ab. Das Dämpferelement 35 bildet demnach auf der ersten Stirnseite des Ventilschließgliedes 37 zugleich eine erste Dämpfungsfläche 40.

Auf einer zum Magnetkern 15 gerichteten zweiten Stirnseite 39 des Ventilschließgliedes 37 steht das Dämpferelement 35 im Bereich der Durchgangsbohrungen 33 höckerartig über die Außenkontur des Ventil­ schließgliedes 37 hervor. Das Dampferelement 35 bildet damit auf der zweiten Stirnseite 39 im Bereich der Durchgangsbohrungen 33 Däm­ pfungsteilflächen, die zusammen eine zweite Dämpfungsfläche 41 erge­ ben. Bei ausreichend bestromten Elektromagneten 13 liegt das Däm­ pferelement 35 mit seiner zweiten Dämpfungsfläche 41 an einer von einem Anschlagkörper 54 gebildeten Anschlagfläche 55 an. Auf diese Weise läßt sich ein metallischer Aufprall des Ventilschließgliedes 37 mit seiner zweiten Stirnseite 39 an einer gegenüberliegenden Stirnfläche 56 des Magnetkerns 15 verhindern bzw. dämpfen.

Der Anschlagkörper 54 ist beispielsweise ringförmig ausgebildet und endseitig am Magnetkern 15 aufgepreßt.

Durch eine Drehung des Magnetkerns 15 läßt sich die Anschlagfläche 55 gemeinsam mit der Stirnfläche 56 mittels des von Innengewinde 19 und Außengewindeabschnitt 20 (Fig. 1) gebildeten Einstellgewindes axial verstellen. Zwischen Anschlagkörper 54 und Spulenkörper 17 kann sich daher ein mehr oder weniger großer axialer Spalt bilden.

Das Dämpferelement 35 ist aus gummiartigem Material gebildet, das durch Vulkanisieren mit dem Ventilschließglied 37 verbunden sein kann. Die Dämpfungswirkung des Dämpferelements 35 beruht insbesonde­ re auf der Entstehung von innerer Reibung bei einer aufprallbeding­ ten Verformung des Dämpferelements 35. Durch die beispielsweise Aus­ bildung des Anschlagrings 54 aus nichtmagnetischem Werkstoff läßt sich eine ungünstige Beeinflussung der Magnetfeldgeometrie des Tank­ entlüftungsventils vermeiden. Im übrigen kann die Anschlagfläche 55 auch vom Magnetkern 15 selbst gebildet werden.

Fig. 3 zeigt in einem Teilschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tankentlüftungsventils. Gleiche und gleich­ wirkende Teile sind durch gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 gekennzeichnet. Ein wesentlicher Unterschied zum ersten Aus­ führungsbeispiel besteht in der Anordnung des Dämpferelements 35 und der Ventilschließfeder 49. Das Dämpferelement 35 erstreckt sich hier ebenfalls über den Teilbereich 36, der wenigstens gleich groß ist wie der am Ventilsitzkörper 37 ausgebildete wenigstens eine Ventil­ sitz 32. Vom ersten Teilbereich 36 ausgehend erstreckt sich das Däm­ pferelement 35 radial nach innen bis zur Durchgangsöffnung 51 und von dort axial entlang der Begrenzungswand 52 die Durchgangsöffnung 51 auskleidend bis zur zweiten Stirnseite 39 des Ventilschließglie­ des 37. Dort schließt es etwa axial bündig mit der zweiten Stirnflä­ che 39 ab und bildet dort die zweite Dämpfungsfläche 41. Das Dam­ pferelement 35 kann an seiner zweiten Dämpfungsfläche 41 beispiels­ weise ebenfalls höckerartig ausgebildet sein und/oder über die Außenkontur des Ventilschließgliedes 37 hinausragen.

Gegenüberliegend der zweiten Dämpfungsfläche 41 befindet sich an der Stirnfläche 56 des Magnetkerns 15 ein in axialer Richtung vorstehen­ der Absatz, der als Anschlagsfläche 55 für die zweite Dämpfungs­ fläche 41 dient. Die Ventilschließfeder 49 umgreift in Fig. 3 den Magnetkern 15 und wird von diesem zumindest teilweise durchragt. Die Stützschulter 50 ist ebenfalls am Außenumfang des Magnetkerns 15 an­ geordnet. Durch die Anordnung der Ventilschließfeder 49 außerhalb des Magnetkerns 15 und der damit verbundenen Vergrößerung ihres Durchmessers läßt sich die Führungsstabilität des Ventilschließglie­ des 37 im Ventilstützkörper 27 gegenüber der innenliegenden Anord­ nung nach den Fig. 1 und 2 erhöhen.

Claims (8)

1. Ventil zum dosierten Einleiten von aus dem Brennstofftank einer Brennkraftmaschine verflüchtigtem Brennstoff in einen Ansaugkanal der Brennkraftmaschine, mit einem zwischen einem Ventilsitzkörper und einem Magnetkern eines Elektromagneten angeordneten Ventil­ schließglied, das eine Durchgangsöffnung aufweist und das eine zum Ventilsitzkörper gerichtete erste Stirnseite und eine zum Elektro­ magneten gerichtete zweite Stirnseite hat und das von einer Ventil­ schließfeder in Ventilschließrichtung beaufschlagt und vom Elektro­ magneten in Ventilöffnungsrichtung betätigbar ist, wobei es bei un­ bestromtem Elektromagneten mit seiner ersten Stirnseite gegen wenig­ stens einen am Ventilsitzkörper ausgebildeten Ventilsitz mit wenig­ stens einer Ventilöffnung gepreßt gehalten wird und bei zunehmender Bestromung des Elektromagneten eine Ventilöffnungsstellung einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilschließglied (37) wenigstens ein Dämpferelement (35) vorgesehen ist, das das Ventilschließglied (37) in axialer Richtung durchragt und das an der ersten Stirnseite (38) des Ventilschließgliedes (37) eine zum Ventilsitzkörper (27) gerichtete erste Dämpfungsfläche (40) sowie an der zweiten Stirnsei­ te (39) des Ventilschließgliedes (37) eine zum Elektromagneten (13) gerichtete zweite Dämpfungsfläche (41) bildet, wobei es bei unbe­ stromtem Elektromagneten (13) mit seiner ersten Dämpfungsfläche (40) an dem wenigstens einen Ventilsitz (32) anliegt und bei ausreichen­ der Bestromung des Elektromagneten (13) mit seiner zweiten Dämpfungs­ fläche (41) an einer Anschlagfläche (55) anliegt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die er­ ste Dämpfungsfläche (41) des Dämpferelements (35) über einen Teilbe­ reich (36) der ersten Stirnseite (38) des Ventilschließgliedes (37) erstreckt, der wenigstens gleich groß ist wie der am Ventilsitzkör­ per (27) ausgebildete Ventilsitz (32), so daß das Dämpferelement (35) bei unbestromtem Elektromagneten (13) durch Ventilschließfeder (49) und Ventilschließglied (37) gegen den Ventilsitzkörper (27) ge­ preßt wird und die darin ausgebildete wenigstens eine Ventilöffnung (34) verschließt.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil­ schließfeder (49) den Magnetkern (15) zumindest teilweise konzen­ trisch umschließt und sich das Dämpferelement (35) ausgehend vom er­ sten Teilbereich (36) in axialer Richtung entlang einer Begrenzungs­ wand (52) der im Ventilschließglied (37) angeordneten Durchgangs­ öffnung (51) bis etwa zur zweiten Stirnseite (39) erstreckt.

4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventil­ schließglied (37) wenigstens drei auf einem gedachten Kreis mit gleichem Abstand zueinander liegende Durchgangsbohrungen (33) ausge­ bildet sind, die vom Dämpferelement (35) ausgehend von der ersten Stirnseite (38) jeweils axial durchragt werden, wobei das Dämpfer­ element (35) an der zweiten Stirnseite (39) des Ventilschließgliedes (37) jeweils über die Außenkontur des Ventilschließgliedes (37) hi­ nausragt und dort entsprechend der Zahl der Durchgangsbohrungen (33) Dämpfungsteilflächen der zweiten Dämpfungsfläche (41) bildet.

5. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, daß die Anschlagfläche (55) von einer Stirnfläche (56) des Magnetkerns (15) gebildet wird.

6. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (55) von einem mit dem Magnetkern (15) verbundenen Anschlagkörper (54) gebildet wird.

7. Ventil nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag­ körper (54) aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist.

8. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfer­ element (35) aus gummiartigem Material besteht, das mit dem Ventil­ schließglied (37) durch Vulkanisieren verbunden ist.