DE10140432B4 - Verfahren und Einrichtung zur Geräusch- und Schwingungsreduktion an einem Magnetventil - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geräusch- und Schwingungsreduktion an einem Magnetventil, zu dessen Aktivierung eine Steuerspannung in Form eines Rechteckimpulses angelegt wird, insbesondere für ein Magnetventil zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, Tankentlüftung oder dergleichen an einem Kraftfahrzeug, wobei der Schließschlag des Magnetventils abgebremst wird, indem dem aktivierenden Steuerimpuls zeitlich versetzt ein kurzer Spannungsimpuls nachgeschaltet wird.
- Ein derartiges Verfahren ist aus der
DE 198 32 198 A1 bekannt. - In verschiedenen Bereichen der Technik werden Aktuatoren verwendet, beispielsweise in Form von Magnetventilen für pneumatische oder hydraulische Geräte und Anlagen.
- Aus der
DE 295 21 124 U1 ist ein elektrischer Schaltkreis zum Ansteuern eines wenigstens eine Magnetspule aufweisenden Magnetventils bekannt. Dabei wird die Magnetspule des Magnetventils im Einschaltaugenblick mit einer erhöhten Nennspannung angesteuert. Dies erfolgt durch Erzeugung eines Rechteckimpulses, d. h. die Spannung steigt schlagartig an, bleibt für kurzzeitig im erhöhten Zustand und sinkt dann schlagartig wieder ab. - Häufig werden Magnetventile in der Kraftfahrzeugtechnik eingesetzt, insbesondere zur Tankentlüftung. Tankentlüftungsventile erzeugen laute Schaltgeräusche, die zwar während des Fahrbetriebes des Kraftfahrzeuges durch das Geräusch des Verbrennungsmotors maskiert werden, jedoch im Leerlauf des Motors im Fahrzeuginnenraum zu hören sind, wenn die Leerlaufspülung erfolgt. Ursache des Geräusches ist der harte Aufschlag des Ventilkolbens beim Öffnen und insbesondere beim Schließen des elektromagnetisch gesteuerten Magnetventils. Es wurde versucht, das durch den Schließimpuls erzeugte Schließgeräusch des Magnetventils durch Reduzierung der oszillierenden Masse zu verringern. Jedoch konnte das Schaltgeräusch nicht ausreichend vermindert werden. Es wurden Modifikationen der Materialpaarung in der Aufprallzone des Ventilkolbens getestet. Eine Veränderung des Beschichtungsmaterials der Prallflächen auf der Vorder- und Rückseite des Ventilkolbens erbrachte jedoch ebenfalls keine befriedigenden Ergebnisse. Bei der Verwendung von GFLT-Material auf Kautschukbasis war das Material entweder zu hart oder bei Verwendung von Fluor Silikon zu weich und damit nicht dauerhaltbar.
- Weiterhin wurde versucht, eine Geräuschverminderung durch Kapselung des Magnetventils zu erreichen. Hierbei entstehen aber hohe zusätzlich Fertigungskosten und ein erheblicher Raumbedarf. Potenzielle Kapselmaterialien mussten zudem hohe Anforderungen an die Materialeigenschaften wie Medienverträglichkeit, Temperaturbeständigkeit und Schalldämmung erfüllen.
- Es wäre zwar möglich, die Leerlaufspülung für den Motor zu deaktivieren, jedoch werden die Kraftstoff dämpfe aus dem Aktivkohlefilter für den Heißstart des Motors benötigt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die eine Verminderung des Geräuschpegels und eine Verbesserung des Schwingungsverhaltens von Magnetventilen erreicht und dessen Dauerhaltbarkeit gewährleistet wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Länge und der Abstand des dem aktivierenden Steuerimpuls nachgeschalteten kurzen Spannungsimpulses aus dem Kolbenweg, der Kolbenmasse und der Federsteifigkeit der Schließfeder des Magnetventils errechnet werden.
- Diese Modifizierungen des zeitlichen Verlaufs der Steuerspannung des Magnetventils ermöglichen eine deutliche Reduzierung sowohl des Schaltgeräusches als auch auftretende Beschleunigungen bzw. Vibrationen des Magnetventils. Es sind kaum nennenswerte zusätzliche Bauteile noch zusätzlicher Bauraum für die Kapselung des Magnetventils notwendig, da die vorhandenen Komponenten nur elektronisch, d. h. durch Veränderung der Steuersoftware, anders angesteuert werden. Das erfindungsgemäß modifizierte Magnetventil ist verschleißfrei und beeinträchtigt die Lebensdauer seiner Komponenten nicht.
- Der dem aktivierenden Steuerimpuls nachgeschaltete kurze Spannungsimpuls wird vorzugsweise an die Magnetspule des Magnetventils angelegt. Die Länge und der Abstand des dem aktivierenden Steuerimpuls nachgeschalteten kurzen Spannungsimpulses werden aus dem Kolbenweg, der Kolbenmasse und der Federsteifigkeit der Schließfeder des Magnetventils errechnet. Damit ergibt sich ein Verlauf der Steuerspannung gemäß der grafischen Darstellung in
2 , im Gegensatz zum üblichen Rechteckimpuls, der schematisch in1 dargestellt ist.
Claims (2)
- Verfahren zur Geräusch- und Schwingungsreduktion an einem Magnetventil, zu dessen Aktivierung eine Steuerspannung in Form eines Rechteckimpulses angelegt wird, insbesondere für ein Magnetventil zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, Tankentlüftung oder dergleichen an einem Kraftfahrzeug, wobei der Schließschlag des Magnetventils abgebremst wird, indem dem aktivierenden Steuerimpuls zeitlich versetzt ein kurzer Spannungsimpuls nachgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge und der Abstand des dem aktivierenden Steuerimpuls nachgeschalteten kurzen Spannungsimpulses aus dem Kolbenweg, der Kolbenmasse und der Federsteifigkeit der Schließfeder des Magnetventils errechnet werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem aktivierenden Steuerimpuls nachgeschaltete kurze Spannungsimpuls vorzugsweise an die Magnetspule des Magnetventils angelegt wird.
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