DE10156231C1

DE10156231C1 - Ventil

Info

Publication number: DE10156231C1
Application number: DE10156231A
Authority: DE
Inventors: Joerg Bittner; Uwe Meinig
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: EP1314880A1; DE50201558D1; EP1314880B1

Abstract

Ventil (1) zum stirnseitigen Abschluss eines in Hubrichtung des Dichtelements (2) liegenden Dichtsitzes (4), insbesondere Regenerierventil für eine Tankentlüftungsanlage bei Kraftfahrzeugen mit einem Magnetanker und einer Rückstellfeder, wobei das Dichtelement (2) von einer Flachfeder (5) geführt ist, die von einem Siebblech (8) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachfeder (5) und das Siebblech (8) ein integrales Teil bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung behandelt ein Ventil zum stirnseitigen Abschluss eines in Hubrichtung des Dichtelements liegenden Dichtsitzes, insbesondere ein Regenerierventil für eine Tankentlüftungsanlage bei Kraftfahrzeugen, mit einem Magnetanker und einer Rückstellfeder, wobei das Dichtelement zumin dest teilweise von einer Flachfeder geführt ist, die von einem Siebblech umgeben ist.

In einer Reihe von Einsatzgebieten werden elektromagnetische Dosierventile eingesetzt, bei denen der Durchsatz in weiten Bereichen durch Variation des Puls-Pause-Verhältnisses der elektrischen Ansteuerung gesteuert werden kann. Hierzu wird der stirnseitig mit Dichtsitzelastomer versehene Magnet anker, der im Betrieb eine oszillierende Bewegung ausführt, mit variablen Zeitanteilen auf die Gegendichtfläche gepresst beziehungsweise je nach Höhe des gewünschten Durchflusses von der Gegendichtfläche abgehoben. Da diese Ventile im Betrieb sehr hohe Taktzahlen erreichen, muß die Lagerung des Magnetankers hohen Lebensdauerforderungen genügen. Die Ventile sollen beständig gegen aggressive Medien sein, in einem großen Temperatur bereich ihre Dosiergenauigkeit beibehalten, möglichst akustisch nicht wahr nehmbar sein und natürlich auch mit möglichst geringen Kosten hergestellt werden können. Überwiegend werden hier Magnetventile eingesetzt, die eine schnelle Bewegung des Dichtelements zulassen, d. h. deren Ansteuerungs frequenz mindestens 10 Hz beträgt.

Stand der Technik

In der DE 42 29 110 C1 ist eine Tankentlüftungsanlage gezeigt, die für den Kraftstofftank vorgesehen ist und in die ein sogenanntes Regenerierventil ein gesetzt ist. Dieses Regenerierventil besitzt ein Dichtelement für den Abschluss des Dichtsitzes, das von einer elektrisch angetriebenen Magnetspule betätigt wird. Diese Art von Regenerierventilen hat sich in der Praxis vielfach bewährt. Für die Ausbildung des Dichtsitzes können jedoch nur Elastomere verwendet werden, die mit dem Magnetanker durch Vulkanisation oder Verkleben fest und dauerhaft verbunden werden können. Da eine Reihe von Elastomeren wegen ihrer Zusammensetzung diese Forderung nicht erfüllen, wird nach Wegen ge sucht, diese Elastomere wegen ihrer hohen Beständigkeit gegenüber aggressi ven Medien und auch ihrer Dauerhaltbarkeit einsetzen zu können.

Elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventile, bei denen neben dem Magnetan ker Rückstellfedern für das Dichtelement vorgesehen sind, können der DE 38 34 444 A1, der DE 44 19 446 C2 und der DE 199 17 823 A1 entnommen werden. Bei diesen Ventilen wird das Dichtelement zumindest teilweise auch von einer Flachfeder geführt.

Bekannt ist des weiteren durch die DE 195 34 396 A1 ein Magnetventil für die Kraftstoffeinspritzung, bei dem neben der Flachfeder für den Ventilkörper auch ein Siebblech angebracht ist, welches Restpartikel von der Fertigung aus dem Ventilinneren herausfiltert. Der konstruktive Ausbau dieses Ventils ist jedoch verhältnismäßig aufwendig.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einsatzmöglichkeit für Elastomere bei Regenerierventilen zu finden, unabhängig von ihrer Zusammen setzung und ihrer Eigenschaft bezüglich der Verbindung zum Magnetanker.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche 2 bis 18 geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Ventils wird ein neuer Lösungsweg beschritten, in dem die Flachfeder und das Siebblech als ein integrales Teil ausgebildet sind. Das Dichtelement wird bei dieser Ausgestal tung von einer Flachfeder gehalten, die ihrerseits mit dem Magnetanker verbunden ist, wobei der Magnetanker entgegen der Kraft einer Rückstellfeder das Dichtelement in seiner Hubrichtung betätigt. Die Flachfeder ist in ihrem Zentrum mit einer Perforation ausgestattet, so dass während des Vulkanisier vorgangs das verwendete Elastomer zu beiden Seiten der Flachfeder einfließen kann, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Dichtelement und der Flachfeder entsteht.

Der Magnetanker ist direkt an der Flachfeder angeschlossen und hierfür zylinderförmig ausgebildet, so dass er das Dichtelement radial umfasst.

In weiterer Ausgestaltung der Flachfeder ist dieselbe radial außerhalb des Magnetankers als Mäanderfeder ausgebildet. Hierdurch erhält das Dicht element mit dem Magnetanker eine hohe Elastizität.

Das Siebblech wird in den Strömungsweg des Strömungsmediums angeordnet und beispielsweise von konzentrischen Dichtungen eingefasst. Die Perforation des Siebblechs und der Flachfeder wird gleichzeitig durch Ausstanzen oder auch Ausätzen hergestellt. Bei Verwendung des Siebblechs wird das Ventil gehäuse beispielsweise mit zwei konzentrisch angeordneten Ringkanälen ausgestattet, die der Führung des Strömungsmediums dienen. Dabei ist beispielsweise der äußere Ringkanal durch das Siebblech abgedeckt.

In seiner Mitte hat das Ventilgehäuse eine Lavaldüse, deren Mündung den Dichtsitz bildet.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 das Ventil im Längsschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Flachfeder mit dem Dichtelement,

Fig. 3 die Flachfeder mit Dichtelement und Magnetanker in vergrößerter Darstellung im Querschnitt und die

Fig. 4 eine weitere Ausbildung des Ventils im Längsschnitt bzw. im Quer- und 5 schnitt.

Ausführung der Erfindung

Das in der Fig. 1 im Querschnitt gezeigte Ventil 1 ist als Regenerierventil ausgebildet und mit dem Dichtelement 2 versehen. Das Dichtelement 2 wird durch eine als Schraubenfeder ausgebildete Rückstellfeder 3 an den Dichtsitz 4 gedrückt. Das Dichtelement 2 wird von der Flachfeder 5 gehalten, an der der Magnetanker 6 befestigt ist. Radial außerhalb des zylinderförmig ausgebildeten Magnetankers 6 ist die Flachfeder 5 als Mäanderfeder 7 ausgebildet. Die Mäanderfeder 7 ist ihrerseits von einem konzentrischen Siebblech 8 umgeben. Im Ausführungsbeispiel stellen alle drei Teile Siebblech 8, Mäanderfeder 7 und das Mittelteil der Flachfeder 5, an dem das Dichtelement 2 befestigt ist, ein integrales Teil dar. Möglich ist natürlich auch beispielsweise das Siebblech 8 als gesondertes Teil herzustellen. Die Befestigung des Flachblechs 5 erfolgt über seinen äußeren Rand, der ggf. mit einer Dichtung 9 versehen ist. Die Dichtung 9 wird von zwei entsprechend ausgebildeten Teilen des Ventil gehäuses erfasst. Bei Einsatz eines Siebblechs 8 in den Strömungsweg des Strömungsmediums wird das Ventilgehäuse 10 mit beispielsweise zwei konzentrisch angeordneten Ringkanälen 11 und 12 für das Strömungsmedium ausgestattet. Das über den Anschluss 13 einströmende Strömungsmedium gelangt zunächst in den Ringkanal 11 und von dort durch das Siebblech 8 und den darüber befindlichen Raum 14 und die Mäanderfeder 7 in den inneren Ringkanal 12. Wenn das Dichtelement 2 vom Dichtsitz 4 abhebt, strömt das Medium in die Lavaldüse 15 und von dort in eine entsprechende Zuleitung zum Ansaugrohr der Verbrennungskraftmaschine.

In der Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Flachfeder 5 dargestellt. Im Zentrum der Flachfeder 5 befindet sich das Dichtelement 2. Dieses Dichtelement ist von dem Magnetanker 6 umgeben, der an der Flachfeder 5 befestigt ist. Dieser Teil der Flachfeder 5, welche das Dichtelement 2 und den Magnetanker 6 aufnimmt, ist von der Mäanderfeder 7 der Flachfeder 5 umgeben. An die Mäanderfeder 7 schließt das Siebblech 8 an, das seinerseits von den beiden konzentrischen Dichtungen 9 und 16 begrenzt ist.

In der Fig. 3 ist die Flachfeder 5 mit Dichtelement 2, Magnetanker 6, Mäanderfeder 7 und Siebblech 8 stark vergrößert im Schnitt dargestellt. Die Flachfeder 5 ist in ihrem Zentrum beispielsweise mit einer Perforation 17 versehen, die es ermöglicht, dass bei dem Vulkanisiervorgang das Elastomer für das Dichtelement 2 zu beiden Seiten der Flachfeder 5 fließen kann. Das Dichtelement 2 ist auf seiner Vorderseite, die am Dichtsitz 4 zur Anlage kommt, mit einer ringförmig ausgebildeten Erhebung 18 versehen. Auf der Rückseite hat das Dichtelement 2 die ringförmig ausgebildeten Justier- und Endanschläge 19 und 20. Das Siebblech 8 ist von den konzentrischen Dichtungen 9 und 16 eingefasst.

In den Fig. 4 und 5 ist eine andere mögliche Ausführungsform des Ventils 1 gezeigt. Das Dichtelement 2 wird durch die Rückstellfeder 3 in Richtung auf den Dichtsitz 4 gedrückt. Die Flachfeder 5 ist, wie aus der Fig. 5 ersichtlich, als Rahmenfeder ausgebildet. Die Fig. 5 ist ein Schnitt durch das Ventil 1 gemäß der Linie A-A aus der Fig. 4. Das Siebblech 8 ist seitlich neben der Rahmenfeder angebracht.

Claims

1. Ventil (1) zum stirnseitigen Abschluss eines in Hubrichtung des Dicht elements (2) liegenden Dichtsitzes (4), insbesondere Regenerierventil für eine Tankentlüftungsanlage bei Kraftfahrzeugen mit einem Magnetanker und einer Rückstellfeder, wobei das Dichtelement (2) zumindest teilweise von einer Flachfeder (5) geführt ist, die von einem Siebblech (8) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachfeder (5) und das Siebblech (8) ein integrales Teil bilden.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachfeder (5) als Mäanderfeder (7) ausgebildet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (6) an der Flachfeder (5) befestigt ist.

4. Ventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet anker (6) zylinderförmig ausgebildet ist.

5. Ventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dicht element (2) im Zentrum der Flachfeder (5) angebracht ist.

6. Ventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dicht element (2) an die Flachfeder (5) anvulkanisiert ist.

7. Ventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrum der Flachfeder (5) eine Perforation (17) hat und das Dichtelement (2) die Perforation (17) durchdringend an beiden Seiten der Flachfeder (5) anvulkanisiert ist.

8. Ventil nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dicht element (2) auf seiner Vorderseite gegenüber dem Dichtsitz (4) mit einer ringförmig ausgebildeten Erhebung (18) versehen ist.

9. Ventil nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dicht element (2) auf seiner Rückseite mit ringförmig ausgebildeten und kegelartig von der Oberfläche des Dichtelements (2) hervorstehenden Justier- und Endanschlägen (19, 20) versehen ist.

10. Ventil nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb blech (8) die Flachfeder (5) konzentrisch umgibt.

11. Ventil nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb blech (8) im Strömungsweg des Strömungsmediums angeordnet ist und von konzentrischen Dichtungen (9, 16) eingefasst ist.

12. Ventil nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flach feder (5) und die Perforation (17) des Siebblechs (8) durch Ausstanzen hergestellt sind.

13. Ventil nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flach feder (5) und die Perforation (17) des Siebblechs (8) durch Ausätzen hergestellt sind.

14. Ventil nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil gehäuse 10 zwei konzentrisch angeordnete Ringkanäle (11, 12) für die Führung des Strömungsmediums hat.

15. Ventil nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Ringkanal (11) durch das Siebblech (8) abgedeckt ist.

16. Ventil nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Ringkanal (12) von der Mäanderfeder (7) abgedeckt ist.

17. Ventil nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil gehäuse (10) in seiner Mitte eine Lavaldüse (15) hat, deren Mündung den Dichtsitz (4) bildet.