DE29717078U1

DE29717078U1 - Ventileinrichtung

Info

Publication number: DE29717078U1
Application number: DE29717078U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2007-09-25
Also published as: WO1999015775A1; EP0954692A1

Description

R. 31698

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart

Ventileinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung, insbesondere zur Tankentlüftung in Kraftfahrzeugen, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Stand der Technik

Es ist bekannt, in Kraftfahrzeugen in einer Kraftstoff zuleitung angeordnete Filtereinrichtungen zu spülen, indem mittels einer Unterdruckquelle ein Gasstrom (Luft) durch die Filtereinrichtung geleitet wird. Dieser Gasstrom wird durch die Reinigung der Filtereinrichtung mit Kohlenwasserstoffen angereichert und über eine Sauganlage dem Verbrennungsprozeß einer Brennkraftmaschine zugeführt. Um eine Dosierung dieses Luftstroms zu erreichen, ist in den Verbindungsweg ein Tankentlüftungsventil angeordnet. Das Tankentlüftungsventil besitzt eine von einer elektromagnetischen Schalteinrichtung ansteuerbare Stelleinrichtung, mittels der ein Schließkörper von einer Schließstellung in eine Offenstellung und umgekehrt verlagerbar ist. Die elektromagnetische Schalteinrichtung wird mittels einem pulsweitenmodulierten

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Steuerstrom angesteuert, so daß sich ein bestimmtes Taktverhältnis, mit dem der Schließkörper öffnet beziehungsweise schließt, einstellt. Hierbei ist nachteilig, daß bei Ventilen mit zwischen zwei Endanschlägen laufenden Ankern entsprechend der relativ niedrigen Taktfrequenz, die beispielsweise 15 Hz beträgt, es zu einer erheblichen Geräuschentwicklung kommt. Darüber hinaus ist eine stetige Dosierung durch den ständigen Wechsel zwischen der Schließ- und Offenstellung nicht möglich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß eine geräuscharme und exakt dosierbare Durchflußmengeneinstellung möglich ist. Dadurch, daß die Stelleinrichtung einen Schließkörper umfaßt, mittels dem eine freie Querschnittsfläche zwischen den mit dem evakuierenden Raum und der Unterdruckquelle in Verbindung stehenden Anschlüssen von einer Dichtstellung bis zu einer Maximalstellung stetig veränderbar ist, kann über einen Steuerstrom der elektromagnetischen Schalteinrichtung sehr exakt jede beliebige Durchflußmenge eingeregelt werden. Der Schließkörper ist somit zwischen seiner Dichtstellung und seiner Maximalstellung in jede beliebige Zwischenstellung bringbar, so daß eine kontinuierliche Bewegung und damit kontinuierliche Anpassung des freien Querschnitts möglich ist.

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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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Figur 1 eine Schnittdarstellung durch eine
Ventileinrichtung und

Figur 2 eine Draufsicht auf einen Schließkörper
der Ventileinrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Figur 1 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete Ventileinrichtung zur Spülung einer nicht dargestellten Filtereinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Ventileinrichtung 10 besitzt ein Gehäuse 12, von dem ein Anschlußstutzen 14 und ein Anschlußstutzen 16 entspringt. Der Anschlußstutzen 14 ist mit einem Tank und der Anschlußstutzen 16 mit einer Unterdruckquelle verbindbar. Die Anschlußstutzen 14 und 16 münden in einen Innenraum 18, der somit eine Verbindung zwischen den Anschlußstutzen 14 und 16 darstellt.

Die Ventileinrichtung 10 umfaßt eine Magnetspule 20, die einen Magnetkern 22 umgreift. Der Magnetkern 22 besitzt eine axiale Durchgangsöffnung 24, die eine

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Ringstufe 26 besitzt. In einem - hier links dargestellten - Abschnitt von der Ringstufe 26 ist eine Einstellschraube 28 einschraubbar. Hierzu ist in dem Gehäuse 12 und/oder dem Magnetkern 22 ein entsprechendes Innengewinde vorgesehen. Der - in der gezeigten Darstellung rechts liegende - Abschnitt von der Ringstufe 26 nimmt ein Lager 30 auf, das beweglich in der Durchgangsöffnung 24 geführt ist. Die Ringstufe 26 oder die Einstellschraube 28 bilden einen Anschlag für das Lager 30. An dem Lager 30 stützt sich ein Federelement 32 ab, das andererseits an einem Bund 34 einer axial, gegen die Kraft des Federelementes 32 verschieblich gelagerten Stelleinrichtung 36 angreift. Die Stelleinrichtung 36 trägt einen Anker 38, der von einer topfförmigen Scheibe 40 geführt ist. Die Scheibe 40 besitzt hierzu eine entsprechend ausgebildete Durchgangsöffnung, in der der Anker 38 spielfrei geführt ist. Entsprechend des maximalen Bewegungsweges des Ankers 38 ist in dem Magnetkern 22 eine entsprechende Ausnehmung 42 vorgesehen.

Die Stelleinrichtung 36 stützt sich an einem Federelement 43 ab, das beispielsweise als Tellerfeder oder mäanderförmige Feder ausgebildet ist. Mittels des Federelementes 43 werden die Bewegungen des Ankers 38 gedämpft.

Die Stelleinrichtung 36 umfaßt ferner eine axiale Verlängerung 44, die einen Schließkörper 46 trägt. Der Schließkörper 46 wird von einer Dichtscheibe 48 gebildet, die eine Durchgangsöffnung 50 besitzt. Die Dichtscheibe 48 liegt auf einem Dichtsitz 52 auf, der

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am innenraumseitigen Ende des Anschlußstutzens 16 angeordnet ist. Der Dichtsitz 52 besitzt eine ringförmige Führungsfläche 54, auf der die Dichtscheibe 48 aufliegt. Der Dichtsitz 52, wenigstens dessen Führungsfläche 54, und die Dichtscheibe 48 bestehen aus einem Material mit geringem Reibwiderstand, beispielsweise aus einer Keramik. Die Dichtscheibe 46 wird über ein Federelement 56 an den Dichtsitz 52 angedrückt, das sich an der axialen Verlängerung 54 einerseits und einem in dem Anschlußstutzen 14 angeordneten Bund 58 andererseits abstützt. Der Bund 58 ist Bestandteil eines Siebes 60, das eventuelle Verunreinigungen auffängt. Der Bund 58 und die Verlängerung 44 besitzen zur Führung des Federelementes 56 Zapfen 62 beziehungsweise 64. Das Federelement 56 übt einen geringen Anpreßdruck auf die Dichtscheibe 46 aus, so daß diese dichtend an dem Dichtsitz 52 anliegt, jedoch beweglich gelagert bleibt.

Die Ventileinrichtung 10 umfaßt ferner elektrische Anschlußkontakte 66 für die Magnetspule 20. Zur Abdichtung des Innenraums 18 ist ein Dichtring 68 vorgesehen, der in einer entsprechenden Ausnehmung des Gehäuses 12 angeordnet ist. Auf weitere konstruktive Teile der Ventileinrichtung 10, insbesondere Gehäuseteil, zum Magnetkreis des Magnetventils gehörende Elemente, Verbindungselemente usw. soll im Rahmen der Beschreibung nicht weiter eingegangen werden.

Die in Figur 1 gezeigte Ventileinrichtung 10 übt folgende Funktion aus:

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In unbestromtem Zustand der Magnetspule 20 wird der Anker 34 durch das Federelement 32 in seiner Ruhestellung gehalten. Der Schließkörper 46 befindet sich in seiner Dichtstellung, indem die Dichtscheibe 48 die von dem Dichtsitz 52 gebildete Durchgangsöffnung 70 vollständig abdeckt. Die Durchgangsöffnung 50 der Dichtscheibe 48 befindet sich außerhalb der Durchgangsöffnung 70, so daß eine Verbindung zwischen dem Innenraum 18 und dem Anschlußstutzen 16 durch den Dichtsitz 52 und die Dichtscheibe 48 abgedichtet ist. In der in Figur 2 gezeigten Draufsicht auf den Schließkörper 46 wird dies verdeutlicht, indem die Durchgangsöffnung 50 in Draufsicht gesehen neben der - gestrichelt dargestellten - Durchgangsöffnung 70 liegt.

Wird die Magnetspule 20 von einem Steuerstrom durchflossen, baut sich ein Magnetfeld auf, das den Anker 38 gegen die Kraft des Federelementes 32 in Richtung der Magnetspule 20 zieht. Der Anker 38 wird hierbei in die Ausnehmung 42 des Magnetkerns 22 bewegt. Gleichzeitig erfährt die Stelleinrichtung 36 durch den auf dieser angeordneten Anker 34 die gleiche Bewegung. Über die Verlängerung 44 wird somit der Schließkörper 46 ebenfalls in Richtung der Magnetspule 20 bewegt. Hierdurch gelangt die Durchgangsöffnung 50 der Dichtscheibe 48 in Überdeckung mit der Durchgangsöffnung 70 des Dichtsitzes 52, so daß sich ein Verbindungsweg zwischen den Anschlußstutzen 14 und 16 über den Innenraum 18 öffnet. Entsprechend der Größe des Steuerstroms, und der sich hiermit einstellenden unterschiedlichen Größe des Magnetfei-

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des der Magnetspule 20, erfolgt eine proportionale Bewegung des Ankers 38. Entsprechend ändert sich der Überdeckungsgrad der Durchgangsöffnungen 50 und 70. Durch die Höhe des Steuerstroms kann somit dieser Überdeckungsgrad direkt beeinflußt werden. Mittels der Einstellschraube 28 kann das Federelement 32 vorgespannt werden, so daß die von dem Anker 38 zu überwindende Kraft variierbar ist. Hierdurch kann eine Justierung der Ventileinrichtung 10 erfolgen, indem bei einem bestimmten anliegenden Steuerstrom eine bestimmte freie Querschnittsfläche zwischen den Durchgangsöffnungen 50 und 70 eingestellt wird.

Anhand der in Figur 2 gezeigten Draufsicht wird deutlieh, daß die Durchgangsöffnung 50 der Dichtscheibe 46 eine spezielle Kontur aufweist. Diese Kontur kann beispielsweise darin bestehen, daß die Durchgangsöffnung 50 von einem Halbkreis gebildet wird, dessen Radius dem Radius der Durchgangsöffnung 70 entspricht und von diesem Halbkreis in Richtung des Dichtsitzes 52 ein nasenförmiger Vorsprung 72 entspringt. Dieser Vorsprung 72 verläuft mit einer Konizität in Richtung des Dichtsitzes 52 spitz zulaufend. Hierdurch wird erreicht, daß bei nur geringfügigem Anziehen des Ankers 34 zunächst nur - gegebenenfalls auch nur teilweise - der Vorsprung 72 in Überdeckung mit der Durchgangsöffnung 70 gelangt. Die freie Querschnittsfläche zwischen den Durchgangsöffnungen 50 und 70 wird dann von der sich in Überdeckung mit der Durchgangsöffnung 70 befindenden Fläche des Vorsprungs 72 gebildet. Somit sind sehr exakte, insbesondere in sehr feinen Schritten, Dosiermöglichkeiten gegeben.

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Entsprechend dem von dem an dem Anschlußstutzen 16 angeschlossenen Unterdruckquelle ausgehenden Unterdruck erfolgt eine Evakuierung des an dem Anschlußstutzen 14 angeschlossenen Raumes. Durch die freie Querschnittsfläche zwischen den Durchgangsöffnungen 50 und 70 wird diese Evakuierung bestimmt. Zur Einstellung bestimmter Durchsatzgrößen beziehungsweise Durchsatzkennlinien kann die Kontur der Durchgangsöffnung 50 variabel gestaltet werden. So sind beispielsweise mehrere, in ihrer Form voneinander abweichende Vorsprünge denkbar.

Die Dichtscheibe 48 kann mit der Verlängerung 44 lösbar verbunden sein, indem diese beispielsweise in entsprechende Rastmittel einrastbar ist. Hierdurch kann jederzeit ein Austausch der Dichtscheiben 48 mit unterschiedlichen Konturen der Durchgangsöffnung 50 erfolgen, so daß ein Umrüsten der Ventileinrichtung 10 möglich wird.

Insgesamt ist mit einer einfach aufgebauten Ventileinrichtung 10, wobei bis auf die elektrisch und magnetisch wirkenden Teile sämtliche Teile, in für eine Massenproduktion geeignete Weise, als Kunststoffspritzteile ausgebildet sein können. Diese lassen sich somit mit hoher Formgenauigkeit und geringem Gewicht in großen Stückzahlen herstellen.

Über die Auslegung des Steuerstromes für die Magnetspule 20 kann eine stetige Variation des freien Querschnittes zwischen den Durchgangsöffnungen 50 und 70 eingestellt werden. Zwischen einer Dichtstellung, das

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heißt der Anker 34 befindet sich in seiner Ruhestellung, und einer Maximalstellung, das heißt der Anker 34 ist maximal in die Ausnehmung 42 eingezogen, ist jede beliebige Zwischenstellung möglich.
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Claims

R. 31698 ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart Schutzansprüche

1. Ventileinrichtung, insbesondere zur Tankentlüftung in Kraftfahrzeugen, mit einer von einer elektromagnetischen Schalteinrichtung ansteuerbaren Stelleinrichtung, die einen Querschnitt eines Verbindungsweges zwischen einem mit einem zu evakuierenden Raum in Verbindung stehenden Anschluß und einem mit einer Unterdruckquelle in Verbindung stehenden Anschluß beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (36) einen Schließkörper (46) umfaßt, mittels dem eine freie Querschnittsfläche zwischen den Anschlüssen (14, 16) von einer DichtStellung bis zu einer Maximalstellung stetig veränderbar ist.

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (3 6) einen Anker (3 8) der Schalteinrichtung trägt, und über diesen von einer von einer Magnetspule (20) erzeugbaren Magnetkraft beweglich gelagert ist.

3. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (46) eine Dichtscheibe (48) ist, die mittels

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der Stelleinrichtung (36) über einem Dichtsitz (52) verlagerbar ist.

4. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (48) eine Durchgangsöffnung (50) besitzt, die mit einer Durchgangsöffnung (70) des Dichtsitzes (52) den Verbindungsweg zwischen den Anschlüssen (14,1S) bildet.

5. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (48) eine derartige Kontur aufweist, die eine sehr exakte, insbesondere feine Einstellung der freien Querschnittsfläche zwischen den Durchgangsöffnungen (50, 70) gestattet.

6. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (50) wenigstens einen, in Richtung der Durchgangsöffnung (70) weisenden Vorsprung (72) besitzt .

7. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (48) lösbar mit der Stelleinrichtung (36) verbunden ist.

8. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (48) und der Dichtsitz (52) aus Keramik bestehen.

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9. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtscheibe (48) aus Metall, insbesondere Edelstahl und der Dichtsitz (52) insbesondere aus Bronze besteht.