Eine
Entlüftungsvorrichtung
ist z.B. aus der Druckschrift
DE 197 01 294 A1 bekannt, welche die Bereitstellung
eines Luftfilters und eines Rückschlagventils
zum Abblocken des Luftaustausches zwischen dem das verdampfte Kraftstoffgas
speichernden Kanister und Atmosphäre innerhalb eines herkömmlichen
Gehäuses.
Zudem
beschreibt Dokument
DE
196 17 957 A1 eine Entlüftungsvorrichtung
für einen
Kraftstofftank mit einer Diagnosevorrichtung zum Überprüfen der
Einsatzbereitschaft der Entlüftungsvorrichtung und
gleichzeitigem Gebrauch für
die Regenerierung eines Luftfilters.
Weiterhin
beschreibt Dokument
DE
41 40 256 A1 eine Entlüftungsvorrichtung
für einen
Brennstofftank mit vertikal angeordneten Rückschlagventilen.
Weiterhin
wird in Dokument
US 5,501,198 eine
Steuerungseinrichtung für
Kraftstoffdampf mit einem Kanister und Drucksensor beschrieben.
Der Drucksensor erfasst Druckveränderungen
in einem Spüldurchgang.
Ein Lufteinlasseinheit hat einen Luftfilter und ein Luftschaltventil,
welches abnehmbar beim Kanister angebracht ist.
Schließlich beschreibt
Dokument WO97/47874 A1 einen Adsorptionsfilter für das Kraftstofftank-Belüftungssystem
eines internen Verbrennungsmotors und den Bedienungsablauf des Systems.
Weiterhin
beschreibt Dokument
DE
38 25 935 A1 ein elektromagnetisches Proportionalventil mit
einem angeschraubten Gehäuse
für eine
Verstärkereinheit
mit einer Leiterplatte, auf der alle Ansteuerverstärker angeordnet
sind. Das angeschraubte Gehäuse
hat etwa die Dimension wie das Magnetventilgehäuse selbst.
Dokument
DE 19 06 884 A beschreibt
eine elektromagnetisches Wegeventil für hydraulische Anlagen mit
mindestens einem am Ventilgehäuse
angeflanschten Elektromagneten und mit am Magnetventilgehäuse befestigten
Mitteln zum Anschließen eines
Zuleitungskabels für
die Erregerwicklung des Magneten.
DE 195 23 935 A1 offenbart
ein Absperrventil und einen Luftfilter, wobei das Ventil elektromagnetisch
betätigbar
ist. Während
einem Betrieb nimmt das zwischen einer Zuführleitung und einer Förderleitung
parallel zu anderen Ventilen geschaltete Absperrventil eine Schließstellung
ein.
Abschließend beschreibt
DE 41 40 255 C2 eine
Entlüftungsvorrichtung
für einen
Brennstofftank einer Brennkraftmaschine mit einem Absorptionsfilter in
einem Gehäuse,
das einerseits durch eine Saugleitung mit einem Saugrohr und anderseits
durch eine Filterleitung mit dem Brennstofftank in Verbindung steht.
Daher
sind Systeme zur Aufbewahrung von Kohlenwasserstoffgas, z.B. unter
Verwendung eines Aktivkohlekanisters, bekannt. Kohlenwasserstoffgas, welches
aus dem Kraftstoff in einem Kraftstofftank verdampft ist infolge
der Wärme
einer Brennkraftmaschine oder äußerer Wärme, wird
temporär
in einem Kanister gespeichert, der Aktivkohle enthält, wobei beim Fahren
des Fahrzeuges das gespeicherte Gas dem Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine
des Fahrzeuges zur Verbrennung zugeführt wird, um das Aussenden
des Kohlenwasserstoffgases in die Atmosphäre zu verhindern.
Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf 4 eine
detailliertere Struktur einer typischen Einrichtung zur Unterdrückung einer
derartigen Emission verdampften Kraftstoffgases in die Atmosphäre geschildert,
bei welcher Kohlenwasserstoffgas in einem Aktivkohlekanister gespeichert
wird.
Wie
in 4 gezeigt, umfasst
die Vorrichtung zur Unterdrückung
der Emission verdampften Kraftstoffgases in die Atmosphäre einen
Kraftstofftank 21, welcher mit einem Separator 23 durch
einen Kanal 22 verbunden ist. Das verdampfte Gas aus dem
Kraftstofftank wird in eine flüssige
Komponente und eine Gaskomponente in dem Separator 23 aufgeteilt.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen Drucksensor 24 für die Diagnose
zur Erfassung einer Druckveränderung
beim Austritt des verdampften Kraftstoffgases beim Fahren des Fahrzeugs.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen Aktivkohlekanister zum temporären Speichern
des verdampften Kraftstoffgases. Der Kanister 25 weist
eine Lufteinlassöffnung 26 auf,
eine Einlassöffnung 27 für verdampftes Kraftstoffgas
und eine Auslassöffnung 28 für im Kanister
gespeichertes Kraftstoffgas. Die Auslassöffnung 28 führt zu einem
Ansaugkrümmer
der Brennkraftmaschine. Weiterhin wird die Spülmenge an verdampftem Kraftstoffgas
von dem Kanister 25 zu dem Ansaugkrümmer 29 durch ein
Spülventil 30 gesteuert.
Wie
in 4 gezeigt, steuert
ein Magnetventil 31 das Öffnen und Schließen der
Lufteinlassöffnung 26 des
Kanisters 25. Normalerweise hält das Magnetventil 31 einen Öffnungszustand
aufrecht, so dass die Lufteinlassöffnung 26 zur Atmosphäre hin offen
ist. Andererseits wird das Magnetventil 31 geschlossen,
wenn der Luftaustausch zwischen dem Kanister und der Atmosphäre während der
Diagnose der Einrichtung unterbrochen wird. Das Magnetventil 31 ist über einen
Luftschlauch 32 mit der Lufteinlassöffnung 26 verbunden.
Wie
in 4 gezeigt, ist das
Magnetventil 31 mit einem Luftfilter 33 und einem
Rückschlagventil 35 über ein
Rohr 34 verbunden. Der Luftfilter 33 dient zur
Reinigung der Luft, die dem Magnetventil nachfolgend zugeführt wird.
Das Rückschlagventil 35 öffnet sich
bei zunehmendem Druck in dem Kraftstofftank, beispielsweise beim
Einfüllen
von Kraftstoff in den Kraftstofftank. Als Ergebnis davon wird die
Druckerhöhung
in dem Kraftstofftank 21 unterdrückt, und der Kraftstoff kann
leicht in den Kraftstofftank 21 eingefüllt werden.
Gemäß der in 4 gezeigten Vorrichtung sind
das Magnetventil 31, das Rückschlagventil 35 und
der Luftfilter 33 unabhängig
befestigt, beispielsweise an einem Seitenrahmen des Fahrzeugs mittels Bolzen
oder anderen Befestigungsvorrichtungen. Sie sind über Rohre 34 miteinander
verbunden.
Im
folgenden wird die Funktion der Vorrichtung zur Unterdrückung der
Emission verdampften Kraftstoffgases erläutert.
Wie
bereits oben erwähnt,
wird die Gaskomponente oder der aus dem Kraftstofftank 21 verdampfte
Kraftstoff durch den Separator 23 als verdampftes Kraftstoffgas
abgetrennt. Es wird dann zeitweilig in dem Kanister 25 gespeichert.
Die
Lufteinlassöffnung 26 des
Kanisters 25 durch das Magnetventil 31 zur Atmosphäre hin offen gehalten.
Es wird nur während
der Diagnose der Vorrichtung geschlossen. Bei geschlossenem Zustand wird
eine Druckmessung in der Vorrichtung durch den Drucksensor 24 durchgeführt für eine Diagnose dahingehend,
ob ein Austritt von verdampftem Kraftstoffgas – z.B. infolge eines Rohrbruchs – auftritt
oder nicht.
Beim
Fahren des Fahrzeugs wird das in dem Kanister 25 gespeicherte
verdampfte Gas durch den Unterdruck im Ansaugkrümmer 29 durch eine
Auslassöffnung 28 des
Kanisters 25 angesaugt. Das angesaugte Kraftstoffgas wird
der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs zur dortigen Verbrennung zugeführt. Dadurch
wird die Emission von Kohlenwasserstoffgas in die Atmosphäre vermieden.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung wird der Begriff "negativer Druck" definiert als "Druck, der unter dem
Atmosphärendruck
liegt".
Jedoch
weist die mit Bezug auf 4 erläuterte Vorrichtung
Nachteile auf. Das Magnetventil 31, das Rückschlagventil 35 und
der Luftfilter 33 müssen nämlich unabhängig befestigt
werden, z.B. an einem Seitenrahmen des Fahrzeugs. Daher sind zahlreiche zusätzliche
Verbindungselemente wie Bolzen oder Rohre für die Installierung dieser
Teile erforderlich. Dies bedeutet, dass die Anzahl herzustellender
Teile und ebenso die Anzahl der zur Installierung notwendigen Schritte
zunimmt, so dass der Herstellungswirkungsgrad gering ist.
Je
länger
das Rohr 34 ist, desto größer wird darüber hinaus
die Wahrscheinlichkeit, dass verdampftes Gas austritt, und desto
geringer wird die Gesamtverlässlichkeit
des Systems.
Da
das Rohr 34 für
den Luftaustausch zur Atmosphäre
hin einen größeren Durchmesser
benötigt, neigt
außerdem
das Magnetventil 31, welches dieses Rohr öffnet und
schließt,
zur Erzeugung von Geräuschen
im Betrieb. Die Verringerung derartiger Geräusche hat sich als schwierig,
wenn nicht gar als unmöglich
herausgestellt.
Eine
Verbesserung der Verbindung zwischen dem Magnetventil und einem
Kanister gemäß dem Stand
der Technik wird in den jaanischen Patentschriften JP 05-073254
U und JP 3-37368 A offenbart. Weiterhin beschreibt die Druckschrift
JP 9-25855 A ein Modul, in welchem ein Magnetventil und ein Luftfilter
usw. an einer Befestigungsstütze
eines Kanisters befestigt sind, zur Befestigung des Kanisters an
dem Fahrzeug. Jedoch wird in diesem Stand der Technik kein Lösungsvorschlag
zum Zwecke der Reduzierung der Anzahl herzustellender Bauelemente
beschrieben, ebenso wenig wie die Verbesserung des Herstellungswirkungsgrads
und die Verringerung der Vorrichtungsgröße.
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
Gemäß den obigen
Ausführungen
besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
einer Magnetventil-Befestigungsanordnung mit modularer Struktur
zur Reduzierung der Anzahl herzustellender Elemente, zur Verbesserung
des Herstellungswirkungsgrads und zur Verringerung der Größe der gesamten
Vorrichtung.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Magnetventil-Befestigungsanordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Daher
ermöglicht
die vorliegende Erfindung die Integration von Bauelementen für eine Magnetventil-Befestigungsanordnung,
beispielsweise eines Magnetventils, eines Rückschlagventils und eines Luftfilters,
in nur ein einziges Modul.
Die
Befestigung des Magnetventils an der Oberseite des Luftfiltergehäuses mittels
einer Befestigungsvorrichtung, welche sich senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Kolbens im Magnetventil erstreckt, ermöglicht ebenfalls die Reduzierung
von Geräuschen
beim Betrieb des Magnetventils.
Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Es zeigt.
1 eine
Querschnitts-Vorderansicht des Moduls, welches aus einem Magnetventil,
einem Rückschlagventil
und einem Luftfilter besteht, gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei in 1 ein Querschnitt A-A von 2 gezeigt
ist;
2 eine
Aufsicht auf das Modul, welches aus einem Magnetventil, einem Rückschlagventil
und einem Luftfilter besteht, wie in 1 gezeigt;
3 eine
Seitenansicht des Moduls, welches aus einem Magnetventil, einem
Rückschlagventil
und einem Luftfilter besteht, und in 1 gezeigt
ist; und
4 eine
schematische Darstellung einer Einrichtung zum verhindern der Emission
von verdampftem Kraftstoffgas nach dem Stand der Technik.
Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 der
Aufbau eines Moduls beschrieben, welches aus einem Magnetventil,
einem Rückschlagventil
und einem Luftfilter besteht, gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
Das
Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Luftfilter, der in einem
Kunststoffgehäuse 2 aufgenommen
ist. Der Luftfilter 1 weist einen Nippel 2a zur
Verbindung der Innenseite und der Außenseite des Gehäuses auf,
wobei der Nippel 2a als Einlass und Auslass für Luft dient.
Das Gehäuse 2 weist
einen Deckel 3 auf. Dazwischen sind O-Ringe 4, 5 angeordnet.
Der Deckel 3 ist mit Kanälen 6, 7 zur
Verbindung des Inneren und des Äußeren des
Deckels 3 versehen. Die Kanäle 6, 7 sind über ein
Rückschlagventil 8 verbunden.
Wenn der Druck in dem Kraftstofftank (nicht gezeigt) während des
Einfüllens
von Kraftstoff zunimmt, so öffnet
das Rückschlagventil 8,
um die Kanäle 6 und 7 zu
verbinden, um so den Innendruck an die Atmosphäre abzulassen.
Das
Bezugszeichen 3a bezeichnet ein Loch zur Aufnahme eines
Nippels 11a eines Magnetventils 10 über einen
O-Ring. Am Ende des Kanals 6 ist ein Nippel 6a vorgesehen.
Das Rückschlagventil 8 weist eine
Membran 8b auf, die in dem Ventildeckel 8a vorgesehen
ist, der fest abgedichtet an dem Deckel 3 über einen
O-Ring 9 befestigt ist. Das Rückschlagventil 8 dient
dazu, die Verbindung zwischen den Kanälen 6 und 7 herzustellen
bzw. zu unterbrechen.
Das
Magnetventil 10 weist einen Kanal 11 auf, der
mit einem Nippel 11a in Verbindung steht. Im Normalzustand
ist das Magnetventil 10 geöffent, und läßt die Luft
von dem Nippel 2a über
den Nippel 11a ein. Die zugeführte Luft wird über einen
Nippel 11b einem (nicht dargestellten) Kanister zugeführt. Der Kanister
ist über
ein Rohr mit dem Nippel 11b verbunden. Der Pfeil 12 bezeichnet
die Bewegungsrichtung des Kolbens in dem Magnetventil.
Der
Nippel 11a weist einen O-Ring 13 auf, der in eine
Nut eingesetzt ist, die am Umfang des Nippels 11a vorgesehen
ist. Das Magnetventil 10 ist an dem Deckel 3 durch
Bolzen 14 befestigt, die mit Muttern 15 in Eingriff
stehen, die an der Innenseite des Deckels 3 angeordnet
sind. Die Muttern 15 sind an den Eckabschnitten des Deckels 3 angeordnet, wie
in 2 gezeigt ist. Die Längsrichtung des Bolzens 14 verläuft senkrecht
zur Bewegungsrichtung 12 des Kolbens in dem Magnetventil 10,
wie dies in 1 gezeigt ist. Diese Ausbildung
der Bolzen 14 stärkt
den Aufbau des Moduls, und verhindert eine Verstärkung des Schalls infolge einer
Resonanz in dem hohlen Gehäuse 2 im
Betrieb der Magnetspule.
Der
grundlegende Aufbau des Kraftstofftanks, des Kanisters, des Ansaugkrümmers, die
in den Figuren nicht dargestellt sind, ist ebenso, wie beim Stand
der Technik, so dass hier keine erneute detaillierte Beschreibung
erfolgt.
Das
verdampfte Gas von dem Kraftstofftank (nicht gezeigt) wird zeitweilig
in einem Kanister (nicht gezeigt) gespeichert. Im Normalzustand
wird ein Lufteinlassloch des Kanisters durch das Magnetventil 10 zur
Atmosphäre
hin offengehalten. Dieses Lufteinlassloch wird nur geschlossen,
wenn die Verbindung zur Atmosphäre
zum Zwecke einer Untersuchung der Einrichtung unterbrochen werden
soll. Bei der Untersuchung wird beispielsweise unter Verwendung eines
Drucksensors (nicht gezeigt) untersucht, ob ein Austritt von verdampftem
Gas von dem Kraftstofftank auftritt, beispielsweise infolge eines
Rohrbruches.
Der
Schall, der durch den Betrieb des Magnetventils 10 hervorgerufen
wird, führt
nicht zu Resonanzen in dem hohlen Gehäuse 2, da das Magnetventil
auf dem Deckel angeordnet ist, und wie erläutert, durch die Bolzen 14 und
die Muttern 15 befestigt ist. Darüber hinaus werden Schwingungen,
die durch den Betrieb des Magnetventils 10 hervorgerufen
werden, zum Teil durch den O-Ring 13 absorbiert. Der O-Ring 13 trägt daher
nicht nur dazu bei, einen Austritt von Gas zu verhindern, sondern
verringert auch den Schallpegel.
Darüber hinaus
verhindert der O-Ring die Ausbreitung mechanischer Schwingungen,
die in dem Magnetventil 10 hervorgerufen werden, zum Gehäuse 2.
Daher kann die Erzeugung von Geräuschen
unterdrückt
werden.
Beim
Fahren des Fahrzeuges wird das verdampfte Kraftstoffgas, welches
in dem Kanister 25 gespeichert ist, durch den Unterdruck
des Ansaugkrümmers
angesaugt, und der Brennkraftmaschine zugeführt, um verbrannt zu werden.
Emissionen von Kohlenwasserstoffen in die Atmosphäre werden
daher vermieden.
Die
Luft, die durch den Nippel 2a eingelassen wird, wird durch
die Luftfilter 1 gereinigt. Wenn der Druck in dem (nicht
dargestellten) Kraftstofftank beispielsweise beim Nachfüllen von
Kraftstoff zunimmt, öffnet
das Rückschlagventil,
so dass die Kanäle 6 und 7 miteinander
verbunden werden. Dies führt
dazu, dass der Innendruck an die Atmosphäre abgelassen wird. Auf diese
Weise wird der Druck in dem Kraftstofftank unter einem vorbestimmten Druckwert
gehalten.
Die
Vorteile des Moduls, welches das Magnetventil 10, das Rückschlagventil 8 und
den Luftfilter 1 aufweist, gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bestehen darin, dass die Anzahl herzustellender
Elemente verringert werden kann, und dass der Herstellungswirkungsgrad
zunimmt, wie dies bereits erläutert
wurde. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Abmessungen
der Einrichtung verringert werden können.
Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass die Gesamtverlässlichtkeit
des Systems verbessert werden kann. Da diese Elemente miteinander
verbunden werden können,
ohne zusätzliche
Rohre zu verwenden, führt
dies dazu, dass die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Lecks mit
verdampftem Kraftstoffgas verringert werden kann.
Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass Geräusche während des Betriebs des Magnetventils 10 verringert
werden können.
Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass der Schall, der in dem Magnetventil 10 erzeugt
wird, sich kaum bis zum Gehäuse 2 über den
Nippel 11a ausbreitet, da der Nippel 11a in der
ersten Ausführungsform
gebogen ausgebildet ist.
Bei
dem Modul gemäß der ersten
Ausführungsform
sind sowohl das Magnetventil 10 als auch das Rückschlagventil 8 an
dem Deckel 3 des Luftfilters 1 befestigt. Der
Umfang der Erfindung ist jedoch auf eine derartige Anordnung nicht
beschränkt.
Es ist beispielsweise der Fall möglich,
dass nur das Magnetventil 10 an dem Deckel durch eine der
voranstehend geschilderten Vorrichtungen befestigt ist. Auch in
einem derartigen Fall können
die Rohre zwischen dem Magnetventil 10 und dem Luftfilter 1 weggelassen
werden. Weiterhin können
Geräusche
im Betrieb des Magnetventils verringert werden.
Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
dann, wenn um den Nippel des Magnetventils ein O-Ring herum vorgesehen ist, der Nippel
einfach in das Einführungsloch
eingeführt werden
kann, welches in dem Gehäuse
des Luftfilters angeordnet ist, so dass die Anbringung des Magnetventils
auf dem Gehäuse
des Luftfilters einfach ist und darüber hinaus Schwingungen im
Betrieb des Magnetventils zum Teil durch den O-Ring absorbiert werden,
wodurch Geräusche
im Betrieb des Magnetventils verringert werden können. Ein weiterer Vorteil der
vorliegenden Erfindung besteht darin, dass Geräusche im Betrieb des Magnetventils
verringert werden können,
wenn das Magnetventil 10 so angeordnet ist, dass die Längsrichtung
des Magnetventils senkrecht zur Bewegungsrichtung 12 des
Kolbens des Magnetventils 10 verläuft.