DE112004000114B4

DE112004000114B4 - Magnetventil

Info

Publication number: DE112004000114B4
Application number: DE200411000114
Authority: DE
Inventors: Masaji Takahashi; Takayuki Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2024-10-20
Also published as: DE112004000114T5; US20060081801A1; US7290564B2; WO2005050075A1; JP2005155712A

Abstract

Magnetventil, das eine elektromagnetische Spule (2) und einen befestigten Eisenkern (8) aufweist, und das ferner einen Ventilteller (15) umfasst, der aus einem beweglichen Eisenkern (9) besteht, der sich frei in Richtung auf oder von einer Ventilöffnung (28) fortbewegt, welche in einem Kanal (32) vorgesehen ist, der zwischen einer Einlassöffnung (21) und einer Auslassöffnung (22) angeordnet ist, wobei
die Ventilöffnung (28) aus einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen besteht, die ringförmig in einer Trennwand (24) angeordnet sind, welche den Abschnitt des Kanals (32), der auf halben Wege angeordnet ist, blockiert,
wobei von der Einlassöffnung (21) und der Auslassöffnung (22) entweder eine oder beide so angeordnet ist bzw. sind, dass entweder eine oder beide der Achsen der Einlassöffnung (21) und der Auslassöffnung (22) von dem Ventilschaft des Ventiltellers (15) geschnitten wird bzw. werden, und
von der Einlassöffnung (21) und der Auslassöffnung (22) entweder eine oder beide lateral zur Ventilöffnung (28) angeordnet...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetventil, das zur Steuerung der Flussrate eines Fluides verwendet wird, und insbesondere ein Magnetventil, das in einer Rohrleitung installiert ist, die einen Filter, der verdampftes Gas aus einem Kraftstofftank adsorbiert, mit dem Einlassrohr eines Motors verbindet.
Stand der Technik
Ein Filter, der das verdampfte Gas adsorbiert, und ein Magnetventil sind auf halbem Wege in einer Rohrleitung angeordnet, die verdampftes Gas aus einem Kraftstofftank in einen Motor zuführt. Die Auslassöffnung des Magnetventils ist mit der Rohrleitung auf der Filterseite verbunden, und die Einlassöffnung ist mit einem Einlassrohr verbunden, welches das Kraftstoff-Luftgemisch in den Motor zuführt. Wenn das Magnetventil geöffnet wird, saugt der Unterdruck, der dadurch in dem Einlassrohr gebildet wird, das verdampfte Gas an, das in dem Filter adsorbiert wurde, und das Gas wird dem Motor zugeführt.
Das Magnetventil wird geöffnet und geschlossen, indem eine elektromagnetische Spule aktiviert oder deaktiviert wird. Das Aktivieren der elektromagnetischen Spule erzeugt eine elektromagnetische Kraft, und ein befestigter Eisenkern, der zusammen mit der elektromagnetischen Spule einen Magnetkreis bildet, zieht einen beweglichen Eisenkern an, wodurch das Ventil geöffnet wird. In dem Gehäuse des Magnetventils sind die Einlassöffnung und die Auslassöffnung vorgesehen, und in einem Kanal, der die Einlassöffnung und die Auslassöffnung verbindet, ist ein sich öffnendes und sich schließendes Ventil vorgesehen.
Dieses sich öffnende und sich schließende Ventil besteht aus einer Ventilöffnung, die in einer Trennwand („diaphragm") ausgebildet ist, die den Kanal blockiert, und einem Ventilteller ("valve disc"), der die Ventilöffnung öffnen und schließen kann. Der Ventilteller ist so angeordnet, dass er durch den beweglichen Eisenkern angetrieben wird, z. B. indem der Ventilteller selbst zum beweglichen Eisenkern gemacht wird, und ferner ist der Teller gleitend mit einer Innenfläche eines Führungszylinders in Eingriff, der auf dem Umfang der Ventilöffnung steht. Die Ventilöffnung, auf die sich der Ventilteller frei zu oder von der er sich frei fortbewegt, ist üblicherweise in der Form einer einzelnen runden Öffnung hergestellt.
Die JP 2-221669 A1 , die eine verwandte Technologie offenbart, beschreibt, dass eine Ventilöffnung als eine ringförmige Lücke ausgeführt ist, die mit einem Elektromagnet koaxial ist, wobei die ringförmige Lücke koaxial von einem ringförmigen doppelten Ventilsitz auf der Innenseite und der Außenseite umgeben ist, und ein Ventilelement ist als eine ringförmige Scheibe oder Teller ausgeführt, wodurch der benötigte Flussquerschnitt erzielt wird.
Darüber hinaus offenbart die JP 4-307186 A ein Schaltventil, das so aufgebaut ist, dass ein Sperrventil einen ersten schließenden Körper aufweist, der mit einem ersten Ventilsitz zusammenwirkt, wobei dieser Ventilsitz auf einem zweiten schließenden Körper ausgeführt ist, der einen Durchgang aufweist; der zweite schließende Körper befindet sich durch die Wirkung einer zweiten Feder mit einem zweiten Ventilsitz in Eingriff bzw. Anlage, der fest an einem Gehäuse befestigt ist, die Vorspannkraft dieser Feder ist größer als die Ventil-Schließkraft, die von einem magnetischen Anker auf den ersten schließenden Körper in eine dieser Vorspannkraft entgegengesetzte Richtung ausgeübt wird, und der zweite schließende Körper und der zweite Ventilsitz bilden ein Druckbegrenzungs-Ventil, das in dem Gehäuse des Sperrventils angeordnet ist.
Ferner offenbart die JP 2000-170948 A eine Unterdrückungsvorrichtung für die Emission eines flüchtigen Gases von Kraftstoff, die so aufgebaut ist, dass in einem Magnetventil, welches eine Einlassöffnung, welcher Druck zugeführt wird, eine Auslassöffnung, welche mit einer externen Vorrichtung verbunden ist, und einen Kolben aufweist, welcher einen Kanal, der die Einlassöffnung mit der Auslassöffnung verbindet, gemäß der Aktivierung und Deaktivierung einer Spule öffnet und schließt, eine Kammer in dem Kanal vorgesehen ist, die sich von der Auslassöffnung zu einem Öffnungs- und Schließteil erstreckt, der von dem Kolben angetrieben wird.
Ferner offenbart die JP 2003-148646 A ein Magnetventil, das eine elektromagnetische Spule umfasst, die durch deren Aktivierung eine elektromagnetische Kraft erzeugt, einen Stator-Eisenkern, der mit der elektromagnetischen Spule einen Magnetkreis bildet, der eine elektromagnetische Kraft erzeugt, und ein bewegliches Element, und das durch den Kontakt des beweglichen Elementes mit und das Trennen desselben von einem Ventilsitz geöffnet und geschlossen wird, wobei der Stator-Eisenkern einen äußeren Stator-Eisenkern umfasst, der an der Außenseite der elektromagnetischen Spule ausgebildet ist, und einen inneren Stator-Eisenkern, der im Inneren der elektromagnetischen Spule ausgebildet ist, und der in axialer Richtung des beweglichen Elementes angeordnet ist, wobei die elektromagnetische Spule mit dem äußeren Stator-Eisenkern und zumindest mit einem Teil des inneren Stator-Eisenkerns bedeckt ist.
Das herkömmliche Magnetventil ist wie oben erwähnt aufgebaut. Dementsprechend musste es, um eine hohe Flussrate sicherzustellen, nur den Öffnungsraum des Ventiltellers vergrößern, der die Ventilöffnung öffnet und schließt, welche in Form einer einzelnen runden Öffnung hergestellt ist. Der Öffnungsraum des Ventiltellers wird grob bestimmt durch das Produkt der Umfangslänge der Ventilöffnung multipliziert mit dem Hub des Ventiltellers. Daher scheint es zuerst nützlich, den Hub des Ventiltellers zu vergrößern, um den Öffnungsraum groß zu machen. Jedoch führt dies zu einer verringerten Lebensdauer des Ventiltellers und einem erhöhten Betriebsgeräusch.
Dann wird erwogen, eine Erhöhung der Umfangslänge der Ventilöffnung zu verwenden. Wenn jedoch die Umfangslänge der Ventilöffnung erhöht wird, nimmt der Raum zu, auf den durch den Unterdruck, der zum Zeitpunkt des Schließens des Ventils erzeugt wird, Druck ausgeübt wird. Dementsprechend muss die elektromagnetische Anziehung zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventils entsprechend dieser Raumzunahme ansteigen. Dies führt zu einer verringerten Lebensdauer des Ventiltellers, einem erhöhten Betriebsgeräusch und einem vergrößerten Gehäuse.
Da darüber hinaus das herkömmliche Magnetventil so aufgebaut ist, dass der Ventilteller gleitend mit der Innenseite des Führungszylinders in Eingriff ist, der auf dem Umfang der Ventilöffnung steht, war es schwierig, das Gewicht des Magnetventils zu verringern.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 21 59 453 A1 offenbart ein Ventil für ein Strömungsmedium, insbesondere ein elektrisch betätigbares Ventil. Das Ventil weist vorzugsweise eine elektromechanische Vorrichtung, d. h. eine Magnetspule auf, welche das Ventilglied antreibt. Der Hub des Ventilgliedes, d. h. der Abstand, um den es sich aus der geschlossenen Stellung bewegen kann, kann durch Anschlagmittel begrenzt werden. Im Betrieb des Ventils richtet eine ringförmige, schlitzförmige Einlassöffnung einen röhrenförmigen Strahl des Druckmittels in die Kammer und unterteilt dadurch die Kammer in einen inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt. Diese beiden Abschnitte stehen miteinander durch Öffnungen in dem Anker und der äußere Abschnitt mit einem Auslass in Verbindung.
Ferner offenbart die DE 198 52 980 A1 ein Magnetventil, mit wenigstens einer Ventilöffnung und mit einem zur Freigabe und zum Verschließen der wenigstens einen Ventilöffnung zusammenwirkenden, federbelastenden Ventilglied, das einen Magnetanker eines Elektromagneten bildend, zwischen dem Rückschlussjoch des Elektromagneten und einem hohlzylindrischen Magnetkern des Elektromagneten angeordnet ist. Dabei ist in einer im Rückschlussjoch axial angeordneten Öffnung ein von dem Rückschlussjoch getrennter und die wenigstens eine Ventilöffnung aufweisender Ventilsitzkörper angeordnet. Dieser Ventilsitzkörper stützt sich auf seiner dem Ventilglied abgewandten Seite über ein Lagerelement aus Dämpfungsmaterial an einer Gehäusewand des Magnetventils ab. Ein Zuströmstutzen zum Anschließen an einen Entlüftungsstutzen des Brennstofftanks und ein Abströmstutzen zum Anschließen an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine sind miteinander fluchtend jeweils axial in den Gehäuseteilen angeordnet.
Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel, die oben genannten Probleme zu lösen, gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Magnetventil anzugeben, durch das eine hohe Flussrate sichergestellt werden kann, ohne den Hub seines Ventiltellers und die elektromagnetische Anziehung desselben zu erhöhen, und das Gewicht des Ventiltellers verringert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Das Magnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, dass der Druck des Fluides darauf von einer Richtung lateral zu seiner Ventilöffnung wirken kann, aufgrund der Tatsache, dass die Ventilöffnung aus einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen besteht, die ringförmig in einer Trennwand ausgebildet sind, die den Abschnitt auf halbem Wege eines Kanals blockiert, wobei von der Einlassöffnung und der Auslassöffnung eine oder beide so angeordnet ist bzw. sind, dass eine bzw. beide Achsen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung von dem Ventilschaft eines Ventiltellers geschnitten werden; und von der Einlassöffnung und der Auslassöffnung ist eine oder sind beide seitlich der Ventilöffnung angeordnet.
Da die Ventilöffnung dadurch ringförmig in der Trennwand angeordnet ist, die den Abschnitt auf halben Wege des Kanals blockiert, kann der Empfangsdruck, der auf den Ventilteller wirkt, verringert werden, und die Flussrate, die von dem Magnetventil aufgebracht wird, kann erhöht werden, ohne die elektromagnetische Anziehung zu erhöhen, die zum Verschieben des Ventiltellers benötigt wird. Von der Einlassöffnung und der Auslassöffnung ist ferner eine oder sind beide lateral zu der Ventilöffnung angeordnet, wodurch ermöglicht wird, dass der Druck des Fluides auf das Ventil von der Richtung lateral zur Ventilöffnung ausgeübt wird. Als Resultat daraus kann das Fluid zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventiltellers reaktionsbereit in die Ventilöffnung fließen, und dementsprechend wird die Nachführung des Fluides zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventils beschleunigt.
Das Magnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungsvorsprung in einer Trennwand vorgesehen ist, die einen auf halben Wege angeordneten Abschnitt eines Kanals blockiert, ein Ventilteller in Form eines Zylinders ausgebildet ist, und die Innenseite dieses zylinderförmigen Ventiltellers den Führungsvorsprung gleitend umgreift, und dass ferner eine Ventilöffnung in dem Abschnitt der Trennwand vorgesehen ist, der um den Umfang des Führungsvorsprungs herum angeordnet ist. Dadurch kann die Gewichtsreduzierung des Ventiltellers erreicht werden, und der Ventilteller stellt sich selbst dann nicht leicht schräg, wenn ein Druckunterschied im Umfang des Ventiltellers auftritt.
Das Magnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Gehäuse, das in der Lage ist, in zwei Körper geteilt zu werden, und das eine elektromagnetische Spule, einen befestigten Eisenkern, eine Ventilöffnung und einen Ventilteller umfasst; und das Magnetventil ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnung aus einer Mehrzahl von Durchgangslöchern besteht, die ringförmig in einer Trennwand angeordnet sind, die den auf halbem Wege angeordneten Abschnitt eines Kanals blockiert, wobei der Kanal in dem einen geteilten Körper des Gehäuses vorgesehen ist und mit der Ventilöffnung versehen ist, und wobei der andere geteilte Körper des Gehäuses mit der elektromagnetischen Spule, dem befestigten Eisenkern und dem Ventilteller, der aus einem beweglichen Eisenkern besteht, ausgestattet ist.
Dadurch fließt das Fluid nicht durch den anderen geteilten Körper, was ermöglicht, dass die Abdichtungseigenschaft desselben verbessert wird.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine erste Ausführungsform eines Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die obere Hälfte den Ventil-Öffnungszustand und die untere den Ventil-Schließzustand zeigt,
2 ist eine schematische Draufsicht, die die Form der Ventilöffnung des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Zustand zeigt, in dem das Fluid in die Ventilöffnung des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung fließt,
4 ist eine schematische Draufsicht, die die Ventilöffnung des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, entlang der eine Rippe angeordnet ist,
5 ist eine schematische Draufsicht, die die Modifikation der in 4 gezeigten Rippe des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie a-a von 5 des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung,
7 ist eine schematische Schnittansicht, die den Zustand des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, in dem der Ventilteller den Führungsvorsprung umgreift,
8 ist eine Querschnittsansicht, die den Führungsvorsprung des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
9 ist eine 1 entsprechende Ansicht, die eine Modifikation des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
10 ist eine der 1 entsprechende Ansicht, die eine andere Modifikation des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
11 ist eine Draufsicht, die noch eine weitere Modifikation des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
12 ist eine Seitenansicht der Modifikation von 11,
13 ist eine der 1 entsprechende Ansicht, die eine weitere Modifikation des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
14 ist eine Ansicht, die den Betrieb des Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei die obere Hälfte den Ventil-Öffnungszustand und die untere Hälfte den Ventil-Schließzustand zeigt,
15 ist eine Draufsicht, die eine zweite Ausführungsform eines Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
16 ist eine Seitenansicht von 15, und
17 ist eine Frontansicht von 15.
Beste Art, die Erfindung auszuführen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, um die Erfindung näher im Detail zu beschreiben.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Magnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, deren obere Hälfte den Ventil-Öffnungszustand desselben zeigt, und deren untere Hälfte den Ventil-Schließzustand zeigt. 2 ist eine schematische Draufsicht, die die Form der Ventilöffnung desselben zeigt. 3 ist eine schematische Schnittansicht, die den Zustand zeigt, in dem das Fluid in die Ventilöffnung desselben fließt. 4 ist eine schematische Draufsicht, die die Ventilöffnung zeigt, entlang derer eine Rippe ausgebildet ist. 5 ist eine schematische Draufsicht, die eine Modifikation der in 4 gezeigten Rippe zeigt. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie a-a von 5. 7 ist eine schematische Schnittansicht, die den Zustand zeigt, in dem der Ventilteller desselben einen Führungs-Vorsprung desselben umgreift. 8 ist eine Querschnittsansicht, die den Führungs-Vorsprung zeigt. 9 ist eine der 1 entsprechende Ansicht, die eine Modifikation zeigt. 10 ist eine der 1 entsprechende Ansicht, die eine andere Modifikation zeigt. 11 ist eine Draufsicht, die noch eine weitere Modifikation zeigt. 12 ist eine Seitenansicht der Modifikation von 11. 13 ist eine der 1 entsprechende Ansicht, die eine andere Modifikation zeigt. Und 14 ist eine Ansicht, die den Betrieb derselben erläutert.
Wie in 1 gezeigt ist, besteht das Gehäuse 1 des Magnetventils aus zwei geteilten Körpern 1A und 1B, und der eine geteilte Körper 1A enthält eine elektromagnetische Spule 2, einen befestigten Eisenkern 8 und einen beweglichen Eisenkern 9. Ein U-förmiges Joch 6 ist an der Außenseite eines Spulenkerns 5, der die elektromagnetische Spule 2 hält, befestigt, und die Spitze des Jochs 6 befindet sich mit einer Befestigungsplatte 7, die von dem Spulenkern 5 gehalten wird, in Eingriff und ist an dieser befestigt.
An der Position, die gegenüber dem befestigten Eisenkern 8 und in Eingriff mit dem Einführungsloch des Spulenkerns 5 liegt, ist der bewegliche Eisenkern 9 angeordnet, wobei er die Außenseite des Führungsvorsprungs 25, die später beschrieben wird, gleitend umgibt. Der bewegliche Eisenkern 9 ist in Form eines Zylinders ausgebildet, der eine gemeinsame Achse mit dem befestigten Eisenkern 8 hat. In dem Mittelabschnitt der oberen Wand des befestigten Eisenkerns, die eine Endseite bildet, ist eine Lüftungsöffnung 10 ausgebildet, und die andere Endseite desselben ist geöffnet, wobei ein Flansch 11 um die Öffnung herum ausgebildet ist.
Auf und um den Flansch 11 herum ist ein elastischer Ventilabschnitt 12 vorgesehen, der aus Gummi oder einem äquivalenten Material ausgebildet ist, und auf diesem elastischen Ventilabschnitt 12 ist eine Mehrzahl von halbkugelförmigen Anschlags- oder Stopp-Höckern 13 ausgebildet. Diese Höcker 13 werden unlösbar auf dem Flansch 11 gummi-geformt, und sie sind so angeordnet, dass sie an den Spulenkern 5 anstoßen können. Darüber hinaus bilden der bewegliche Eisenkern 9 und der elastische Ventilabschnitt 12 den Ventilteller 15.
Zwischen dem befestigten Eisenkern 8 und dem beweglichen Eisenkern 9 ist eine Schraubenfeder 16 vorgesehen, die den beweglichen Eisenkern 9 in eine Richtung aktiviert, in die der bewegliche Eisenkern von dem befestigten Eisenkern 8 abgehoben bzw. getrennt wird. Räume zwischen dem befestigten Eisenkern 8 und dem Spulenkern 5, zwischen dem befestigten Eisenkern 8 und dem geteilten Körper 1A des Gehäuses und zwischen dem Kern 5 und dem geteilten Körper 1A werden mit einer ersten Abdichtung (O-Ring) 17a, einer zweiten Abdichtung (Dichtungsmittel) 17b bzw. einer dritten Abdichtung (Dichtungsmittel) 17c abgedichtet. Bezugszeichen 19 bezeichnet ein Verbinder-Loch, das in dem geteilten Körper 1A vorgesehen ist, und ein Anschluss 20, der der elektromagnetischen Spule 2 eine Spannung zuführt, ragt in das Verbinder-Loch 19.
In dem anderen geteilten Körper 1B des Gehäuses 1 sind eine Einlassöffnung 21, die mit einem Filter ("Canister") (nicht gezeigt) verbunden ist, der verdampftes Gas aus einem Kraftstofftank adsorbiert, und eine Auslassöffnung 22 vorgesehen, die mit einem Einlassrohr (nicht gezeigt) verbunden ist, das dem Motor ein Kraftstoff-Luftgemisch zuführt. Vorzugsweise ist von den Achsen dieser Einlassöffnung 21 und der Auslassöffnung 22 die Achse der Öffnung, die lateral zur Ventilöffnung angeordnet ist, senkrecht zur Achse des beweglichen Eisenkerns 9, der den Ventilteller 15 bildet.
Ein Kanal 23, der die Einlassöffnung 21 mit der Auslassöffnung 23 verbindet, wird durch eine Trennwand 24 blockiert, und in dem Mittelabschnitt der Trennwand 24 ist der zylinderförmige Führungsvorsprung 25 angeordnet. Um die Außenseite dieses Führungsvorsprungs 25 herum ist die Innenfläche des Ventiltellers 15 in gleitendem Eingriff angeordnet. In dem Abschnitt der Trennwand 24, der den Führungsvorsprung 25 umgibt, ist eine Mehrzahl von (drei in dem gezeigten Beispiel) Durchgangsöffnungen 26 ausgebildet, wie in 2 und 6 gezeigt ist. Eine jede der Durchgangsöffnungen 26 ist in der Form einer länglichen Bohrung ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung eines konzentrischen Bogens 27 erstrecken, der koaxial mit der kreisförmigen Grenzlinie ist, die den Umfang des Führungsvorsprungs 25 definiert. Diese Durchgangsöffnungen 26 bilden die Ventilöffnung 28, auf die sich der Ventilteller 15 frei zubewegt bzw. von der er sich fortbewegt. Um den Rand einer jeden der Durchgangsöffnungen 26 herum ist eine Rippe 29 vorgesehen, die einen Ventilsitz bildet, wie in 4 gezeigt ist.
Es ist auch möglich, die Rippen mit einer konzentrischen, aus einer inneren und einer äußeren Rippe aufgebauten Doppelrippe 30 auszubilden, die mit dem Bogen 27 koaxial ist, wie in 5 und 6 gezeigt ist, und die Durchgangsöffnungen 26 zwischen der inneren und der äußeren Rippe auszubilden, die die Doppelrippe 30 bilden. In diesem Fall ist die ringförmige Doppelrippe 30 so ausgebildet, dass die Rippen, die die ringförmige Doppelrippe bilden, jeweils entlang der inneren und der äußeren Ränder einer jeden Durchgangsöffnung 26 angeordnet sind.
Da der Ventilteller 15 frei um den Führungsvorsprung 25 herum drehbar ist, kann der Ventilteller 15 mit der Rippe 29 oder 30 zum Zeitpunkt des Öffnens oder Schließens des Ventils in Gleitkontakt geraten, während er sich dreht. Wenn die Rippe 29 nicht in Umfangsrichtung kontinuierlich ist, wie dies in 4 gezeigt ist, besteht die Möglichkeit, dass der Ventilteller 15 ungleichmäßig abgenutzt wird. Aus diesem Grund ist es unter dem Gesichtspunkt des Verhinderns einer ungleichmäßigen Abnutzung desselben vorzuziehen, dass die Rippe in Form der inneren und äußeren ringförmigen Rippe 30 aufgebaut ist, wie sie in 5 gezeigt ist.
Entlang der äußeren Umfangsfläche des Führungsvorsprungs 25 ist eine Mehrzahl von axialen longitudinalen Rillen 31 der Länge nach angeordnet, wie in 7 und 8 gezeigt ist. Die longitudinalen Rillen werden verwendet, um einen Kanal 32 aufzubauen, der das verdampfte Gas einführt, welches von der Lüftungsöffnung 10 in den Ventilteller 15 fließt, wenn das Ventil geöffnet wird, in die Richtung der Ventilöffnung 28, wie später beschrieben wird. Ferner haben die longitudinalen Rillen auch den Effekt, dass sie die Gleiteigenschaften des Ventiltellers 15 verbessern (indem sie das Hängenbleiben desselben infolge von Fremdkörpern verhindern). Dementsprechend kann der Kanal 32 außerdem nicht entlang des Führungsvorsprungs 25, sondern entlang des Ventiltellers 15 vorgesehen sein.
Wie in 1 gezeigt ist, ist in dem Öffnungsabschnitt der Einlassöffnung 21 eine Kammer 33 vorgesehen, die sich zum geteilten Körper 1b des Gehäuses erstreckt. Die Kammer 33 dämpft die Betriebsgeräusche und die Fluid-Flussgeräusche, die produziert werden, wenn der Ventilteller 15 geöffnet und geschlossen wird, um zu verhindern, dass Geräusche und Lärm auf den Filter (nicht gezeigt) übertragen werden. Darüber hinaus wird die Kammer verwendet, um die Vibrationen und die mitschwingenden Geräusche zu verringern, die durch die Rohre und den Filter hervorgerufen werden, indem der Puls des Fluides, das durch die Rohrleitung, die den Filter mit dem Magnetventil verbindet, fließt, gedämpft wird.
Die geteilten Körper 1A und 1B des Gehäuses, die wie oben erwähnt angeordnet sind, werden verbunden, indem ein Eingriffszylinder 35, der zum Spulenkern 5 ausgedehnt ist, mit der Innenseite eines anderen Eingriffszylinders 35 in Eingriff gebracht wird, der in den Öffnungsabschnitt des geteilten Körpers 1B vorsteht, und dann der in Eingriff befindliche Abschnitt durch Ultraschallschweißen verschweißt wird. In diesem Fall werden der getrennte Körper 1B und der Spulenkern 5 aus dem gleichen Material gebildet, z. B. aus Nylon, so dass sie miteinander verschweißt werden können. Es ist denkbar, dass die getrennten Körper 1A und 1B miteinander verbunden werden könnten, indem sie direkt verschweißt werden, und nicht durch den Spulenkern 5, der wie oben beschrieben verwendet wird.
Jedoch wird in Anbetracht der Ausdehnung und des Zusammenziehens der Spule, welche durch ihre Wärmeerzeugung hervorgerufen werden, als Material für den getrennten Körper 1A ein Harz, wie beispielsweise PBS verwendet, welches einen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat, der demjenigen der elektromagnetischen Spule nahe ist. Im Gegensatz dazu werden für den getrennten Körper 1B Harzmaterialien, die eine hohe Festigkeit haben, wie beispielsweise Nylon oder ein äquivalentes Material, verwendet, da ein Harz, das eine geringe Festigkeit hat, wie beispielsweise PBS, für den geteilten Körper 1B ungeeignet ist, der verhindern muss, dass die Einlassöffnung und die Auslassöffnung bzw. der Einlassanschluss und der Auslassanschluss von dem getrennten Körper abbricht. Somit ist es aufgrund einer mangelnden Übereinstimmung des Materials schwierig, den getrennten Körper 1A und den getrennten Körper 1B zu verschweißen. Daher gestattet das Ausbilden des Spulenkerns 5 aus demselben Material wie demjenigen des getrennten Körpers 1B die Verbindung zwischen den beiden Körpern mittels Schweißen.
9 zeigt eine Modifikation desselben. Die Auslassöffnung 22 ist darin neben der Einlassöffnung 21 und parallel zu dieser angeordnet, und ferner ist die Einlassöffnung 21 mit einem Filter 34 versehen, wodurch verhindert wird, dass Fremdkörper in das Gehäuse 1 eintreten.
10 zeigt eine andere Modifikation desselben. Darin sind die Position der Einlassöffnung 22 und der Auslassöffnung 21 in axialer Richtung des Gehäuses geändert, und aus diesem Grund ist auch die Position der Kammer 33 verändert, wodurch es ermöglicht wird, den Filter 34 entweder in der Kammer 33 oder in der Einlassöffnung 21 anzuordnen.
11 und 12 zeigen noch eine weitere Modifikation desselben. Sie sind von den oben beschriebenen Ventilen insofern verschieden, als der geteilte Körper 1B des Gehäuses mit einer dritten Resonatoröffnung 36 zum Verringern der Fluid-Fließgeräusche versehen ist.
13 zeigt eine weitere Modifikation desselben. Die Achse der Auslassöffnung 22 kreuzt diejenige der Einlassöffnung 21 im rechten Winkel, und die Auslassöffnung 22 ist mit einer Schall-Düse ("Sonic Nozzle") 37 zum Reduzieren der Flussraten-Variation versehen, die durch die Variation des Unterdrucks in dem Einlassrohr (nicht gezeigt) verursacht ist.
Im Folgenden wird nun der Betrieb desselben beschrieben.
Wenn die elektromagnetische Spule 2 aktiviert wird, um eine elektromagnetische Kraft zu erzeugen, wird der Ventilteller 15, der aus dem beweglichen Eisenkern besteht, von dem befestigten Eisenkern 8 gegen die Aktivierungskraft der Schraubenfeder 16 angezogen. Dann hebt sich der Ventilabschnitt 12 von den Rippen 29 oder der Rippe 30 der Ventilöffnung 28 ab, und die Anschlags-Höcker 13 stoßen an den Spulenkern 5 an. Da ein jeder der Höcker 13 aus einem elastischen Körper gebildet ist, wird das Geräusch, das durch die Kollision derselben mit dem Spulenkern 5 hervorgerufen wird, verringert. Ferner verhindert das Anschlagen der Höcker 13 an den Spulenkern 5, dass die Oberwand des Ventiltellers 15 an dem befestigten Eisenkern 8 anschlägt, und es bildet einen Zwischenraum zwischen dem Flansch 11 des Ventiltellers 15 und dem Spulenkern 5.
Wenn der Ventilteller 15 geöffnet wird, wie in 1 und 14 gezeigt ist, fließt ein Teil des Fluides (A), das von der Einlassöffnung 21 geflossen ist, durch die Anziehung, die durch den Unterdruck erzeugt wird, durch die Kammer 33 in die Ventilöffnung 28. Im Gegensatz dazu geht der andere Teil des Fluides (B) durch den Zwischenraum zwischen dem Flansch 11 des Ventiltellers 15 und dem Spulenkern 5, passiert die Rille 31 des Führungsvorsprungs 25 von der Lüftungsöffnung 10 des Ventiltellers 15 aus und fließt in die Ventilöffnung 28. Das Fluid, das in die Ventilöffnung 28 geflossen ist, wird durch die Auslassöffnung 22 von dem Einlassrohr (nicht gezeigt) angesaugt.
Da wie oben erwähnt gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Ventilöffnung ringförmig in der Trennwand angeordnet ist, die den auf halbem Wege liegenden Abschnitt des Kanals blockiert, kann der Empfangsdruck ("receiving pressure"), der auf den Ventilteller einwirkt, verringert werden, und die Flussrate, die von dem Magnetventil aufgebracht wird, kann erhöht werden, ohne die elektromagnetische Anziehung zu erhöhen, die zum Verschieben des Ventiltellers benötigt wird. Ferner ist von der Einlassöffnung und der Auslassöffnung eine oder sind beide lateral zur Ventilöffnung angeordnet, wodurch ermöglicht wird, dass der Druck des Fluides von der Richtung lateral zur Ventilöffnung auf diese ausgeübt wird. Als Resultat daraus kann das Fluid, wenn der Ventilteller geöffnet ist, reaktionsschnell in die Ventilöffnung fließen. Dementsprechend wird die Nachführung des Fluides zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventils beschleunigt.
Darüber hinaus ist der Ventilteller in Form eines Zylinders ausgebildet, so dass sich der Ventilteller gleitend mit dem Führungsvorsprung in Eingriff befindet. Dadurch kann das Gewicht des Ventiltellers verringert werden, und ferner stellt sich der Ventilteller nicht schräg, selbst wenn ein Druckunterschied auf dem Umfang des Ventiltellers hervorgerufen wird.
Da darüber hinaus der Kanal in dem einen geteilten Körper des Gehäuses, in dem die Ventilöffnung vorgesehen ist, ausgebildet ist, fließt das Fluid nicht durch den anderen geteilten Körper, wodurch es ermöglicht wird, die Abdichteigenschaft desselben zu verbessern. Darüber hinaus kann verhindert werden, dass das verdampfte Gas den Spulenabschnitt durchdringt.
Darüber hinaus kann die Rippe, die als Ventilsitz dient, an dem Rand der Ventilöffnung ausgebildet sein, und ferner kann die Rippe in Form einer aus einer inneren und einer äußeren Rippe aufgebauten ringförmigen Doppelrippe ausgebildet sein. Dies verbessert die Abdichteigenschaft des Ventiltellers. Das Ausbilden der Rippe in Form eines Rings kann verhindern, dass der Ventilteller, der während er sich dreht mit der Ventilöffnung in Gleitkontakt steht, ungleichmäßig abgenutzt wird.
Außerdem ist der Hilfskanal zwischen der inneren Umfangsseite des zylinderförmigen Ventiltellers und der äußeren Umfangsseite des Führungsvorsprungs ausgebildet, wodurch der Fluss des Fluides in die Ventilöffnung erhöht wird, wodurch die Flussrate erhöht wird, die von dem Magnetventil aufgebracht wird.
Darüber hinaus sind die elastischen Anschlags-Elemente an dem Sitzabschnitt des Ventiltellers vorgesehen, die verhindern, dass der Ventilteller an dem festen Eisenkern anstößt, und ferner ist ein jedes der elastischen Anschlags-Elemente in Form einer Halbkugel ausgebildet, wodurch das Geräusch, das durch die Kollision des Ventiltellers mit dem Spulenkern-Element hervorgerufen wird, verringert wird.
Um den einen geteilten Körper des Gehäuses an das Spulenkern-Element zu schweißen, das zum Halten der elektromagnetischen Spule verwendet wird, können der geteilte Körper des Gehäuses und der Spulenkern aus dem gleichen Material gebildet sein, wodurch es ermöglicht wird, sie beim Schweißen leicht zu verschweißen.
Darüber hinaus ist die Auslassöffnung mit dem Filter verbunden, der das verdampfte Gas aus dem Kraftstofftank adsorbiert, und die Einlassöffnung ist mit dem Einlassrohr verbunden, welches ein Kraftstoff-Luftgemisch in den Motor zuführt. Dies ermöglicht es, dass das verdampfte Gas aus dem Kraftstofftank bevorzugt in das Einlassrohr zugeführt wird.
Da außerdem in dem Ventilteller 15 die Lüftungsöffnung 10 vorgesehen ist, kann das Fluid von dieser Lüftungsöffnung 10 in den Ventilteller 15 fließen, wenn das Ventil geöffnet ist, wodurch verhindert wird, dass ein Unterdruck in dem Ventilteller 15 ausgebildet wird. Dadurch kann die elektromagnetische Anziehung, die zum Anziehen des Ventiltellers 15 verwendet wird, verringert werden. Das Gleiche gilt für den Zeitpunkt des Schließens des Ventils. Da kein Unterdruck in dem Ventilteller 15 erzeugt wird, kann die elektromagnetische Anziehung, die zum Öffnen des Ventiltellers 15 verwendet wird, verringert werden.
Zweite Ausführungsform
15 is eine Draufsicht, die die zweite Ausführungsform eines Magnetventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. 16 ist eine Seitenansicht der 15. Und 17 ist eine Frontansicht der 15. Die gleichen Teile werden durch ähnliche Bezugszeichen wie in Ausführungsform 1 bezeichnet, und die wiederholte Erläuterung wird der Kürze halber ausgelassen. Ausführungsform 2 ist, wie in 17 gezeigt ist, ein Magnetventil, das so angeordnet ist, dass die Einlassöffnung 21 und die Auslassöffnung 22 auf einer geraden Linie angeordnet sind. Das Magnetventil kann kompakt hergestellt werden und einen vorteilhaften Fahrzeugaufbau ermöglichen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben erwähnt wurde, wird das Magnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Magnetventil empfohlen, bei dem eine Auslassöffnung mit dem Rohr auf der Seite des Filters verbunden ist, und die Einlassöffnung mit einem Einlassrohr verbunden ist, und der Unterdruck, der in dem Einlassrohr erzeugt wird, indem das Magnetventil geöffnet wird, das verdampfte Gas, das in einem Filter adsorbiert wird, in einen Motor zuführt.

Claims

Magnetventil, das eine elektromagnetische Spule (2) und einen befestigten Eisenkern (8) aufweist, und das ferner einen Ventilteller (15) umfasst, der aus einem beweglichen Eisenkern (9) besteht, der sich frei in Richtung auf oder von einer Ventilöffnung (28) fortbewegt, welche in einem Kanal (32) vorgesehen ist, der zwischen einer Einlassöffnung (21) und einer Auslassöffnung (22) angeordnet ist, wobei die Ventilöffnung (28) aus einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen besteht, die ringförmig in einer Trennwand (24) angeordnet sind, welche den Abschnitt des Kanals (32), der auf halben Wege angeordnet ist, blockiert, wobei von der Einlassöffnung (21) und der Auslassöffnung (22) entweder eine oder beide so angeordnet ist bzw. sind, dass entweder eine oder beide der Achsen der Einlassöffnung (21) und der Auslassöffnung (22) von dem Ventilschaft des Ventiltellers (15) geschnitten wird bzw. werden, und von der Einlassöffnung (21) und der Auslassöffnung (22) entweder eine oder beide lateral zur Ventilöffnung (28) angeordnet ist bzw. sind, wobei eine aus einer inneren und einer äußeren Rippe aufgebaute ringförmige Doppelrippe (30), die als Ventilsitz dient, in der Trennwand (24) vorgesehen ist, und die Ventilöffnung (22) zwischen der inneren und der äußeren Rippe (30) angeordnet ist, die die aus einer inneren und einer äußeren Rippe aufgebaute ringförmige Doppelrippe bilden.
Magnetventil, das eine elektromagnetische Spule (2) und einen befestigten Eisenkern (8) aufweist, und das ferner einen Ventilteller (15) umfasst, der aus einem beweglichen Eisenkern (9) besteht, der sich frei in Richtung auf oder von einer Ventilöffnung (28) fort bewegt, die in einem Kanal (32) vorgesehen ist, der zwischen einer Einlassöffnung (21) und einer Auslassöffnung (22) angeordnet ist, wobei ein Führungsvorsprung (25) in einer Trennwand (24) vorgesehen ist, die einen Abschnitt des Kanals (32), der auf halbem Wege angeordnet ist, blockiert, wobei der Ventilteller (15) in Form eines Zylinders ausgebildet ist und die Innenseite des zylinderförmigen Ventiltellers (15) den Führungsvorsprung (25) gleitend umgreift, und wobei die Ventilöffnung (28) in dem Abschnitt der Trennwand (24) vorgesehen ist, der um den Umfang des Führungsvorsprungs (25) herum angeordnet ist.
Magnetventil, das eine elektromagnetische Spule (2) und einen befestigten Eisenkern (8) aufweist, und das ferner einen Ventilteller (9) umfasst, der aus einem beweglichen Eisenkern (9) besteht, der sich frei in Richtung auf oder von einer Ventilöffnung fort bewegt, welche in einem Kanal (32) vorgesehen ist, der zwischen einer Einlassöffnung (21) und einer Auslassöffnung (22) angeordnet ist, wobei die Ventilöffnung (28) aus einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen besteht, die ringförmig in einer Trennwand (24) angeordnet sind, die den auf halbem Wege angeordneten Abschnitt des Kanals (32) blockiert, wobei der Kanal (32) in einem geteilten Körper eines Gehäuses, das in zwei Körper geteilt werden kann, vorgesehen ist und mit der Ventilöffnung (22) versehen ist, und wobei der andere geteilte Körper des Gehäuses mit der elektromagnetischen Spule (2), dem befestigten Eisenkern (8) und dem Ventilteller (15) versehen ist, der aus dem beweglichen Eisenkern (9) besteht, wobei das Material, aus dem der eine geteilte Körper des Gehäuses, in dem der Kanal (32) vorgesehen ist, das gleiche ist, wie das Material eines Spulenkern-Elementes zum Halten der elektromagnetischen Spule (2), das in dem anderen geteilten Körper (1A) des Gehäuses befestigt ist, und der eine geteilte Körper (1A) des Gehäuses und das Spulenkern-Element zum Halten der elektromagnetischen Spule (2) aneinandergeschweißt sind, wodurch der eine geteilte Körper (1A) des Gehäuses an dem anderen geteilten Körper (1B) des Gehäuses befestigt wird.
Magnetventil nach Anspruch 1, bei dem eine Rippe (24), die als Ventilsitz dient, an dem Rand der Ventilöffnung ausgebildet ist.
Magnetventil nach Anspruch 2, bei dem die Oberwand des zylinderförmigen Ventiltellers (15) durchbohrt ist, um eine Lüftungsöffnung (10) zu bilden, ein Hilfskanal zwischen der inneren Umfangsfläche des zylinderförmigen Ventiltellers und der äußeren Umfangsfläche des Führungsvorsprungs (25) ausgebildet ist, und wobei ein Teil des Fluides, welches von der Auslassöffnung (22) geflossen ist, nicht in die Ventilöffnung (28) fließt, wenn das Ventil (12) geöffnet ist, sondern nach unten entlang dem Umfang des zylinderförmigen Ventiltellers fließt und von der Lüftungsöffnung (10) durch den Hilfskanal fließt, wobei der Teil des Fluides danach in die Ventilöffnung (22) fließt.
Magnetventil nach Anspruch 5, bei dem ein elastisches Anschlags-Element (13), das an einem Spulenkern-Element zum Halten der elektromagnetischen Spule (2) anstößt, in dem Sitzabschnitt des Ventiltellers vorgesehen ist, und ein Fluid-Durchfluss-Zwischenraum, der sich von der Auslassöffnung (22) zum Umfang des Ventiltellers (15) erstreckt, zwischen dem Sitzabschnitt des Ventiltellers (15) und dem Spulenkern-Element ausgebildet ist.
Magnetventil nach Anspruch 6, bei dem das elastische Anschlags-Element (13) halbkugelförmig ausgebildet ist.
Magnetventil nach Anspruch 1, bei dem die Auslassöffnung (22) mit einem Filter verbunden ist, der das verdampfte Gas aus einem Kraftstofftank adsorbiert, und die Einlassöffnung (21) mit einem Einlassrohr verbunden ist, welches das Kraftstoff-Luftgemisch in einen Motor zuführt.