DE4111259C1 - - Google Patents
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- F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum vorübergehenden
Speichern und dosierten Einspeisen der im Freiraum einer
Tankanlage befindlichen, flüchtigen Kraftstoffbestandteile in
das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine, umfassend eine den
Freiraum mit der Atmosphäre verbindende Entlüftungsleitung, in
der eine Speicherkammer mit einem Absorptionselement angeord
net ist sowie eine die Speicherkammer mit dem Ansaugrohr
verbindene Leitung, die durch ein Ventil verschließbar ist,
wobei in dem Ansaugrohr eine auf einer Antriebswelle gelagerte
Drosselklappe angeordnet ist.
Eine solche Vorrichtung ist aus DE-PS 38 02 664 bekannt. Das
Ventil und die Drosselklappe sind dabei unabhängig voneinander
betätigbar, wobei die Betätigung der Drosselklappe auf mecha
nischem Wege erfolgt und die Betätigung des Ventils mit Hilfe
elektronischer und elektromechanischer Mittel. Diese Mittel
sind signalleitend untereinander und mit Sensoren verbunden,
welche verschiedene Kenndaten der Brennkraftmaschine kontinu
ierlich während des Betriebs erfassen. Aufbau und Montage
einer solchen Vorrichtung sind dementsprechend aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
derart weiterzuentwickeln, daß sich ein vereinfachter Aufbau
und eine vereinfachte Montierbarkeit ebenso ergeben wie ausgezeich
nete Gebrauchseigenschaften über eine lange Gebrauchsdauer.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung
mit dem kennzeichnenden Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die
Unteransprüche Bezug.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, daß
das Ventil ein Stellglied umfaßt, das durch die Antriebswelle
der Drosselklappe betätigbar ist. Unter Gewährleistung eines
guten Betriebsverhaltens und einer guten Funktionalität der
Brennkraftmaschine läßt sich hierdurch eine sachgerechte
Einspeisung von flüchtigen Kraftstoffbestandteilen in das
Ansaugrohr der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine
erreichen. Die Vorrichtung kann dadurch auch bei Herstellung
kostengünstiger Kraftfahrzeuge zur Anwendung gelangen. Ferner
ergibt sich eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit der Vorrich
tung dadurch, daß diese rein mechanisch und ohne Verwendung
von Sensoren zwischen dem Absorptionselement und dem Ansaug
rohr angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß
das Ventil als Drehschieberventil gestaltet ist, mit einem
Ventilgehäuse und zwei in dem Ventilgehäuse gelagerten Stell
scheiben, die einander relativ verdrehbar berühren und die mit
jeweils zumindest einer in Deckung bringbaren Durchtrittsöff
nung außerhalb ihrer Verdrehachse versehen sind, wobei die
erste Stellscheibe durch die Antriebswelle verdrehbar und die
zweite Stellscheibe unverdrehbar in dem Ventilgehäuse gelagert
ist. Hierbei ist von Vorteil, daß sich eine besonders kleine
Bauform des Ventiles ergibt, bestehend aus wenigen Einzeltei
len und daß der Antrieb des Drehschiebers über die Antriebs
welle, auf der auch die Drosselklappe gelagert ist, besonders
einfach ist. Auch die Größe der sich zumindest teilweise
überdeckenden Durchtrittsöffnungen ist besonders feinfühlig
auf den jeweiligen Betriebszustand der Verbrennungskraftma
schine abstimmbar. Durch die kleine Bauform und die wenigen
verwendeten Einzelteilen ergeben sich ein geringes Gewicht der
Vorrichtung und geringe Herstellungskosten.
Die erste Stellscheibe und die Antriebswelle können durch eine
Verbindungsvorrichtung miteinander verbunden sein, wobei die
Verbindungsvorrichtung durch eine einseitige Zwangsführung
ausgebildet ist. Hierbei ist von Vorteil, daß bei eventuell
auftretenden Betriebsstörungen innerhalb der Vorrichtung die
Beweglichkeit der Drosselklappe, zumindest in Richtung Ge
schlossenstellung, im Ansaugrohr erhalten bleibt, was bei
spielsweise zur Funktionssicherheit eines Kraftfahrzeuges
beitragen kann. Die Verbindungsvorrichtung kann beispielsweise
aus zwei Hebeln bestehen, wobei der erste Hebel kraftschlüssig
mit der Antriebswelle der Drosselklappe verbunden und der
zweite Hebel kraftschlüssig mit einer der Stellscheiben
verbunden sein kann. Am ersten Hebel kann beispielsweise ein
Mitnehmer angeordnet sein, der in Öffnungsrichtung der Dros
selklappe den zweiten Hebel nur anliegend berührt und bei
Betätigung das Sperrventil gegen die Federkraft, beispiels
weise einer Verdrehfeder, in Offenstellung überführt. Befindet
sich die Drosselklappe in Offenstellung, kann sie jederzeit in
Geschlossenstellung überführt werden, selbst wenn Funktions
störungen innerhalb der Vorrichtung auftreten.
Die zweite Stellscheibe kann nur in Richtung der Verdrehachse
bewegbar gelagert und durch eine Membran gegenüber dem Ventil
gehäuse verdrehgesichert und abgedichtet sein. Durch die
drehbewegliche Lagerung der ersten Stellscheibe relativ zu der
verdrehfest im Gehäuse gelagerten zweiten Stellscheibe wird
eine einwandfreie Abdichtung der beiden Stellscheiben gegen
einander, auch über eine lange Gebrauchsdauer gewährleistet.
Auch geringer Verschleiß an einer der beiden Stellscheiben
beeinträchtigt die Abdichtung in diesem Bereich nicht, dadurch
daß die zweite Stellscheibe mittels einer Druckfeder im
Ventilgehäuse abgestützt und an die erste Stellscheibe ange
drückt ist. Für eine gute Abdichtung des Ventils gegenüber der
Umgebung ist eine Membran vorgesehen, die beispielsweise
zwischen den beiden Ventilgehäuseteilen eingespannt und auf
der zweiten Stellscheibe anvulkanisiert sein kann. Sind die
Durchtrittsöffnungen der beiden Stellscheiben verschlossen,
gelangen keine flüchtigen Kraftstoffbestandteile in das
Ansaugrohr der Brennkraftmaschine. Die Federkennlinie der
Druckfeder kann, wenn diese als Schraubendruckfeder ausge
bildet ist, besonders einfach auf die werkstoffspezifischen
Kennwerte der beiden Stellscheiben abgestimmt werden. Dies
bewirkt ausgezeichnete Gebrauchseigenschaften während einer
langen Gebrauchsdauer des Ventils.
Darüber hinaus ist vorgesehen, daß die beiden Stellscheiben
verdrehbar ineinander gelagert sind. Dies kann beispielsweise
durch einen mit der ersten Stellscheibe einstückig verbundenen
Lagerzapfen erreicht werden, der bei Bedarf, beispielsweise um
Herstellungstoleranzen auszugleichen, ballig ausgeführt sein
kann. Der Lagerzapfen kann in einer Lagerzapfen-Aufnahme der
zweiten Stellscheibe gelagert sein. Eine weitere Ausgestaltung
kann darin bestehen, daß der Lagerzapfen mit der zweiten
Stellscheibe einstückig verbunden und in einer Lagerzapfen-
Aufnahme der ersten Stellscheibe gelagert ist. Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung können sowohl die erste, als auch die
zweite Stellscheibe mit einer Lagerzapfenaufnahme versehen
sein, wobei in axialer Richtung koaxial zur Verdrehachse ein
separater Lagerzapfen angeordnet ist, der die beiden Stell
scheiben miteinander verbindet. Durch diese Ausgestaltungen
ist eine gute Verdrehbeweglichkeit der beiden Stellscheiben
relativ zueinander gewährleistet sowie eine gute, außerhalb
der Durchtrittsöffnungen gasdichte Festlegung der beiden
Stellscheiben aneinander.
Die Membran kann in axialer Richtung, der Antriebswelle
zugewandt, an der zweiten Stellscheibe unverdrehbar befestigt
sein und zumindest eine Ausnehmung mit Dichtkanten aufweisen,
die im wesentlichen mit den Durchtrittsöffnungen in Größe und
Form übereinstimmen. Hierbei ist von Vorteil, daß sich eine
einfachere und kostengünstigere Herstellbarkeit der Vorrich
tung ergibt.
Vorteilhaft darüber hinaus kann es sein, daß die Membran die
zweite Stellscheibe bildet. In diesem Fall ist die Druckfeder
direkt einerseits auf der Membran und andererseits im Ventil
gehäuse abgestützt. Ein zusätzlich an der Membran festgelegtes
Bauteil entfällt bei dieser Ausgestaltung.
Zur leichteren, feinfühligeren Betätigung der Vorrichtung kann
zumindest eine der Stellscheiben im Bereich der gegenseitigen
Berührungsflächen mit einer reibungsvermindernden Oberflächen
beschichtung versehen sein. Für eine Oberflächenbeschichtung
bietet sich insbesondere eine Polytetrafluorethylen-Folie (PTFE-Folie) an, die mit einem
anderen Werkstoff gefüllt sein kann. Beispielsweise kann auch
ein Gleitlack zur Anwendung gelangen.
Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung zwischen den beiden
Stellscheiben außerhalb der Durchtrittsöffnungen kann eine
Zwischenscheibe aus elastomerem Werkstoff in Richtung der
Verdrehachse zwischen den beiden Stellscheiben angeordnet und
an einer der beiden Stellscheiben relativ unverdrehbar und
dichtend befestigt sein. Zusätzlich zum Toleranzausgleich in
axialer Richtung, der durch die Druckfeder bewirkt wird,
ermöglicht die Zwischenscheibe aus elastomerem Werkstoff einen
Ausgleich von Toleranzen in Umfangsrichtung der beiden Stell
scheiben sind diese beispielsweise nicht absolut planparallel
zueinander ausgeführt, hat dies kein Einfluß auf die Funktion
des Ventils, sondern wird durch die Zwischenscheibe kompen
siert. Eine einwandfreie Funktion der Vorrichtung ist auch in
einem solchen Fall gewährleistet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorge
sehen, daß das Ventil als Schiebeventil gestaltet ist, mit
einem Ventilgehäuse und einem in dem Ventilgehäuse axial
beweglich gelagerten Stellkolben, der mittels eines Verbin
dungsgliedes den koaxial angeordneten, axial beweglichen
Dichtkörper anliegend berührte, daß dem Dichtkörper ein unver
drehbar, relativ unbeweglich in dem Ventilgehäuse angeordneter
Dichtsitz zugeordnet ist und daß der Stellkolben und der
Dichtköper gemeinsam durch einen unverdrehbaren, auf der
Antriebswelle gelagerten Nocken, betätigbar sind. Hierbei ist
von Vorteil, daß sich aufgrund der radialen Anbindung der
Vorrichtung an die Antriebswelle besonders geringe Abmessungen
in Richtung der Antriebswelle ergeben. Der Dichtkörper ist mit
einem Dichtkonus versehen, der sich selbstzentrierend an den
Dichtsitz anlegt. Vorteilhafterweise besteht der Dichtsitz
aufgrund der möglicherweise auftretenden Selbsthemmung aus
einem elastomerem Werkstoff. In Abhängigkeit von der Stellung
der Drosselklappe und damit der Antriebswelle, auf der der
Nocken zur Betätigung des Stellkolbens festgelegt ist, wird
der Gasdurchsatz durch das Ventil in Richtung des Ansaugrohres
der Brennkraftmaschine geregelt.
Das Ventilgehäuse kann aus einem ersten und einem zweiten
Ventilgehäuseteil bestehen, wobei das erste Ventilgehäuseteil
koaxial im zweiten Ventilgehäuseteil gelagert und durch
O-Ring-Dichtungen gegen dieses abgedichtet sein kann. Diese
Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache Herstellbar
keit und Montage des erfindungsgemäßen Ventils. Es ist an die
jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles sehr gut anpaß
bar.
Das erste und das zweite Ventilgehäuseteil können einstückig
ausgebildet sein. Hierbei ist von Vorteil, daß sich eine
vereinfachte Montage und eine größere Betriebssicherheit der
Vorrichtung ergeben. Die beiden Ventilgehäuseteile können
beispielsweise aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaf
ten bestehen. Dadurch werden gute Gebrauchseigenschaften
während einer langen Gebrauchsdauer gewährleistet.
Die beiden Ventilgehäuseteile sind im wesentlichen rohrförmig
gestaltet, wobei zumindest das den Stellkolben aufnehmende
Ventilgehäuseteil im Bereich der gegenseitigen Berührungs
flächen aus einem reibungsarmen und verschleißfesten Werkstoff
bestehen kann. Auch eine Oberflächenbeschichtung, die in
radialer Richtung zwischen dem ersten Ventilgehäuseteil und
dem Stellkolben angeordnet sein kann, bewirkt eine besonders
reibungsarme Verschiebung des Stellkolbens in seiner Führung.
Vorteilhaft darüber hinaus ist die feinfühlige und besonders
exakte Betätigung des Ventils, was einen genau definierten
Durchsatz flüchtiger Kraftstoffbestandteile in das Ansaugrohr
der Brennkraftmaschine bedingt.
Die einander berührenden Bauteile, die relativ zueinander
beweglich sind, können aus Kunststoff, beispielsweise aus
Polyamid oder Polyimid bestehen. Je nach Flächenpressung
und/oder thermischer Belastung kann beispielsweise auch der
Stellkolben aus diesem Material bestehen. Dies ist auch in
Hinblick auf ein geringes Gewicht der Vorrichtung von Vorteil.
Des weiteren kann vorgesehen sein, daß zwischen dem
Stellkolben und dem ersten Ventilgehäuseteil eine Buchse oder
eine Folie aus reibungsverminderndem Material angeordnet ist.
Für eine verzögerungsfreie Rückstellung des Dichtkörpers sorgt
eine Druckfeder, die im Gehäuse abgestützt ist und den Dicht
körper gegen den Stellkolben andrückt. Die Feder bestimmt die
Größe der Rückstellkraft, mit der der zumindest teilweise
konische Dichtkörper auf seinen Dichtsitz, der bevorzugt aus
einem elastomerem Material besteht, gedrückt wird. Aufgrund
der Anordnung des Dichtkonus sowie der einseitigen Zwangs
führung der Verbindungsvorrichtung kann das Sperrventil ohne
Betätigungskraft in Geschlossenstellung überführt werden.
Durch eine andere Anordnung des Dichtkonus kann das Sperr
ventil, wenn dies sinnvoll erscheint, ohne Betätigungskraft in
Offenstellung überführt werden.
Nach einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor
richtung ist es vorgesehen, daß das Ventil als Schiebeventil
gestaltet ist, mit einem Ventilgehäuse und einem in dem
Ventilgehäuse nur in Richtung der Verdrehachse beweglich
gelagerten zylindrischen Stellkolben, der mittels eines
Verbindungsgliedes den Dichtkörper anliegend berührt, wobei
dem Dichtkörper ein unverdrehbar, relativ unbeweglich in dem
Ventilgehäuse angeordneter Dichtsitz zugeordnet ist, daß der
Stellkolben entlang seines Außenumfangs ein einseitig wirken
des Außengewinde aufweist, das mit einem einseitig wirkenden
Innengewinde eines Betätigungsteiles im Eingriff ist,
und daß das Betätigungsteil verdrehbar im Ventilgehäuse
angeordnet und unverdrehbar auf der Antriebswelle gelagert
ist. Bei einem Ventil gemäß dieser Ausgestaltung ergibt sich
eine translatorische Bewegung des Dichtkörpers bei axialer
Ansteuerung des Ventils. Das Betätigungsteil kann direkt mit
der Antriebswelle, auf der auch die Drosselklappe angeordnet
ist, verbunden sein. Der Dichtkörper ist zumindest teilweise
konisch ausgebildet und bei Öffnung des Ventils von seinem
Dichtsitz, der bevorzugt aus einem elastisch verformbaren
Werkstoff besteht, abhebbar. Durch den elastisch verformbaren
Werkstoff wird eine Selbsthemmung des Dichtkörpers im Dicht
sitz verhindert und eine Selbstzentrierung begünstigt. Durch
die im Eingriff befindlichen, einseitig wirkenden Gewinde von
Stellkolben und Betätigungsteil ergibt sich bei Drehung der
Antriebswelle eine Drehung des Betätigungsteils, wodurch der
Stellkolben, in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Antriebs
welle nur in Richtung der Verdrehachse translatorisch bewegbar
ist. Durch die einseitig wirkenden Gewinde, die einer schiefen
Ebene ähneln, ergibt sich durch die Drehung der Drosselklap
penwelle ein Öffnen des Durchtrittsquerschnittes durch das
Ventil, während das Ventil nur durch die Federkraft einer
Druckfeder bedarfsweise in Geschlossenstellung überführt
werden kann. Dadurch bleibt die Funktionssicherheit der
angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine auch bei Funktions
störungen der Vorrichtung erhalten. Die axiale Bewegung des
Stellkolbens bewirkt eine Änderung des Durchlaßquerschnittes
zwischen Dichtkörper und angrenzendem Ventilsitz und dadurch
eine Änderung des Durchsatzes flüchtiger Kraftstoffbestand
teile durch das Ventil in das Ansaugrohr der Brennkraft
maschine.
Zur reibungsärmeren Betätigung der Vorrichtung kann es vorge
sehen sein, daß der Stellkolben und das Betätigungsteil
zumindest im Bereich ihrer gegenseitigen Berührungsflächen aus
einer reibungsvermindernden Oberfläche bestehen. Eine weitere
Verringerung der Betätigungskraft des Ventils ergibt sich,
wenn auch die Berührungsflächen zwischen dem Betätigungsteil
und dem Ventilgehäuse mit einer reibungsvermindernden Ober
flächenbeschichtung versehen sind. Die exakte Betätigung des
Ventils wird dadurch weiter erleichtert. Außerdem besteht die
Möglichkeit, die einander berührenden Bauteile aus verschleiß
festem und reibungsarmem Kunststoff zu fertigen.
Die Oberflächenbeschichtung kann beispielsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE)
bestehen. Diese Beschichtung ist außerordentlich verschleißarm
und durch eine, im Laufe der Betätigung zunehmende Glasierung
der Oberfläche, sehr verschleißfest. Reibungsvermindernde
PTFE-Bauteile können beispielsweise in Kunststoff eingebettet
sein.
Zur Rückstellung des Stellkolbens und damit zum Anlegen des
Dichtkörpers an seinen Dichtsitz ist eine Druckfeder vorgese
hen, die die Schließbewegung der Drosselklappe im Ansaugrohr
der Brennkraftmaschine unterstützt. Diese Druckfeder drückt
den Dichtkörper spielfrei an den Stellkolben an.
Dem Ventil kann ein elektromagnetisches Schaltventil zuge
ordnet sein, das die Zuleitung bedarfsweise verschließt und
signalleitend mit einer Motorsteuerung verbunden ist. Hierbei
ist von Vorteil, daß sich eine verbesserte Funktion der
Vorrichtung ergibt und die Funktion der Vorrichtung durch die
Motorsteuerung beeinflußt werden kann. Das elektromagnetische
Schaltventil kann beispielsweise getaktet betätigt werden oder
zur besseren Ausnutzung des umbauten Raumes im Ventilgehäuse
integriert sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß
dem Ventilgehäuse ein Drosselklappenschalter zugeordnet ist
und daß der Drosselklappenschalter im Ventilgehäuse integriert
ist. Anstelle eines Drosselklappenschalters kann beispiels
weise auch ein Potentiometer zur Anwendung gelangen. Durch
diese Ausgestaltung ergeben sich außerordentlich kompakte
Abmessungen der gesamten Vorrichtung.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als
Anlage beigefügten Schemazeichnung weiter verdeutlicht. Es zeigt:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei das
Ventil als Drehschieberventil ausgebildet ist,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Vorrichtung gemäß Fig. 1
jedoch mit einem Dichtkörper, der translatorisch bewegbar und
in radialer Richtung ansteuerbar ist, und
Fig. 3 eine Vorrichtung, ähnlich wie Fig. 2, bei der das
Ventil einen translatorisch bewegbaren Dichtkörper mit axialer
Ansteuerung umfaßt.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern
und dosierten Einspeisen der im Freiraum 5 einer Tankanlage
befindlichen, flüchtigen Kraftstoffbestandteile in das Ansaug
rohr 6 einer Brennkraftmaschine. Dabei ist eine den Freiraum 5
mit der Atmosphäre verbindende Entlüftungsleitung 7 vorgese
hen, in der eine Speicherkammer 8 mit einem Absorptionselement
aus Aktivkohle angeordnet ist sowie eine die Speicherkammer 8
mit dem Ansaugrohr 6 verbindende Leitung 2, die durch ein
Ventil 1 verschließbar ist, wobei in dem Ansaugrohr 6 eine auf
einer Antriebswelle 4 gelagerte Drosselklappe 3 angeordnet
ist. Das Ventil 1 umfaßt als Stellglied einen Drehschieber,
der durch die Antriebswelle 4 und eine Verbindungsvorrich
tung 29 betätigbar ist. Der Drehschieber besteht im wesent
lichen aus zwei Stellscheiben 10, 11 die im Ventilgehäuse 9
angeordnet und gelagert sind und einander relativ verdrehbar
berühren. In den Stellscheiben 10, 11 sind jeweils Durch
trittsöffnungen 10.1, 11.1 angeordnet, die in Abhängigkeit vom
jeweiligen Anwendungsfall verschieden große Durchtrittsöff
nungen 10.1, 11.1 aufweisen können. Gemäß diesem Ausführungs
beispiel ist es vorgesehen, daß die erste Stellscheibe 10
durch die Antriebswelle 4 relativ zur zweiten Stellscheibe 11
verdrehbar im Ventilgehäuse 9 gelagert ist. Die erste Stell
scheibe 10 ist mit einer Ausgleichsscheibe 16 versehen, wobei
diese unmittelbar auf die erste Stellscheibe 10 aufvulkani
siert ist. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Aus
gleichsscheibe 16 auf die erste Stellscheibe 10 aufgeschoben
oder aufgeklebt ist. Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften
ist die Ausgleichsscheibe 16 mit einer Oberflächenbeschichtung
15 versehen, die durch eine Folie aus PTFE gebildet ist. Die
beiden Stellscheiben 10, 11 liegen außerhalb der sich zumin
dest teilweise überdeckenden Durchtrittsöffnungen 10.1, 11.1
drehbeweglich und gasdicht aneinander an. Zur Abdichtung des
Ventilgehäuses 9 gegen die Atmosphäre und zur Abdichtung von
Einlaßraum und Ablaßraum ist eine Membran 13 aus elastomerem
Werkstoff, beispielsweise einem Elastomer vorgesehen, die
zwischen den beiden Gehäusehälften eingeklemmt und an der
zweiten Stellscheibe 11 festgelegt ist. Die Membran 13 bildet
außerdem eine Verdrehsicherung für die zweite Stellscheibe 11.
Eine ausgezeichnete Abdichtung zwischen Gaseintritt und
Gasaustritt bei geschlossenen Durchtrittsöffnungen 10.1, 11.1
wird hierdurch bewirkt. Zur Verbesserung der Abdichtungs
wirkung und zum Aufbringen einer Vorspannung ist die zweite
Stellscheibe 11 in Richtung der Verdrehachse 12 bewegbar über
eine Druckfeder 14 in dem Ventilgehäuse 9 abgestützt und wird
gegen die erste Stellscheibe 10 angedrückt. Die beiden Stell
scheiben 10, 11 sind über einen koaxial zur Verdrehachse 12
angeordneten Lagerzapfen der ersten Stellscheibe 10, der in
einer Ausnehmung der zweiten Stellscheibe 11 gelagert ist,
ineinander verdrehbeweglich festgelegt. Der Zapfen kann sowohl
zylindrisch als auch ballig ausgeführt sein. Neben der Druck
feder 14 ist eine weitere Feder vorgesehen, die als Verdreh
feder 24 ausgebildet ist. Desweiteren ist zwischen der An
triebswelle 4 und dem Ventilgehäuse 9 eine Dichtung 25 vorge
sehen, die die Antriebsöffnung gegen die Umgebung abdichtet.
Das elektromagnetisch betätigbare Schaltventil 30, das dem
Ventil 1 zugeordnet sein kann und die Leitung 2 bedarfsweise
verschließt, kann signalleitend mit einer nicht dargestellten
Motorsteuerung verbunden sein. Dabei besteht die Möglichkeit,
daß das elektromagnetisch betätigbare Schaltventil 30 inneralb
der Leitung 2 angeordnet oder in das Ventilgehäuse integriert
ist. Ist das Schaltventil 30 in das Ventilgehäuse integriert,
ergibt sich eine besonders einfach einzubauende Vorrichtung.
In Fig. 2 ist ein Ventil 1 dargestellt, das in radialer Rich
tung zur Antriebswelle 4 durch einen Nocken 21 ansteuerbar
ist. Zur Funktion des Ventils 1 ist folgenden auszuführen:
Der Nocken 21 ist verdrehfest auf der Antriebswelle 4 gela
gert, die durch die Drosselklappenwelle gebildet ist. In
Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe drückt der
Nocken 21 auf die Oberfläche des Stellkolbens 17, der im
ersten Ventilgehäuse Teil 9.1 gelagert ist. Zur Verminderung
der Reibung zwischen den relativ bewegten Teilen ist eine
Oberflächenbeschichtung 15 in Form einer reibungsvermindernden
Buchse vorgesehen. Der Dichtkörper 19 ist zumindest teilweise
konisch ausgebildet und liegt in diesem Bereich, bei Geschlos
senstellung des Ventils, an seinem Dichtsitz 20 dichtend an.
Zum Ausgleich von Axialspiel und um Selbsthemmung zu verhin
dern, bestehen der Dichtsitz 20 und/oder der Dichtkonus aus
einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise einem
Elastomer. In axialer Richtung, vom Stellkolben 17 abgewandt,
ist der Dichtkörper 19 mit einer Führung 26 versehen, die in
einer Führungsbuchse 27 ist. Zur Abdichtung der beiden Gehäu
seteile 9.1, 9.2 sind O-Ring-Dichtungen 28 vorgesehen, die
zwischen den in radialer Richtung ineinander gelagerten,
koaxial angeordneten Ventilgehäuseteilen 9.1, 9.2 angeordnet
sind. Die Schließbewegung des Ventils wird durch eine Druck
feder 23 bewirkt, die zwischen dem Gehäuseteil 9.1 und dem
Dichtkörper 19 angeordnet ist und diesen spielfrei gegen den
Stellkolben 17 drückt.
In Fig. 3 ist ein Ventil 1, das Bestandteil der erfindungs
gemäßen Vorrichtung ist, als separates Bauteil dargestellt.
Der Dichtkörper 19 ist, ebenfalls wie in Fig. 2, translato
risch bewegbar allerdings erfolgt die Ansteuerung des Betä
tigungsteiles 22 durch die Antriebswelle 4, auf der auch die
Drosselklappe, die hier nicht dargestellt ist, angeordnet
ist, in axialer Richtung. Die Funktion des hier dargestellten
Ventils 1 entspricht im wesentlichen dem unter Fig. 2
beschriebenen Ventil. Allerdings ist das Betätigungsteil 22
mit einem nur einseitig wirkenden Innengewinde 22.1 versehen,
das mit dem ebenfalls nur einseitig wirkenden Außengewinde
17.1 des Stellkolbens 17 im Eingriff ist. In Offenstellung
wird das Ventil durch die Drehung der Antriebswelle 4 über
führt, während die Druckfeder 23 den Durchtrittsquerschnitt
durch das Ventil 1 bedarfsweise verschließt. Diese Ausge
staltung bedingt auch bei eventuell auftretenden Störungen der
Vorrichtung eine gute Funktionssicherheit der angeschlossenen
Verbrennungskraftmaschine. Zur Abdichtung des Ventilgehäuses 9
gegenüber der Antriebswelle 4 ist eine Dichtung 28 vorgesehen,
die den kreisförmigen Umfang der Antriebswelle 4 dichtend
berührt. Zum Antrieb des Betätigungsteiles 22 ist die An
triebswelle 4 einseitig abgeflacht und durch eine ebensolche
Ausnehmung des Betätigungsteiles 22 geführt. In der hier
dargestellten Figur befindet sich die nicht dargestellt
Drosselklappe in Geschlossenstellung, ebenso wie das Ventil 1.
Der Dichtkörper 19, dessen Dichtfläche konisch ausgeführt ist,
liegt dichtend am Dichtsitz 20, der wie auch in Fig. 2 be
schrieben, aus elastomerem Werkstoff besteht, an. Mit zuneh
mender Öffnung der Drosselklappe durch Betätigung der Drossel
klappenwelle 4 ergibt sich eine Drehbewegung des Betätigungs
teiles 22, wodurch der Stellkolben 17 in Richtung der Verdreh
achse 12 bewegt wird und dadurch einen Öffnungsquerschnitt
durch das Ventil 1 freigibt. Die Druckfeder 23 ist im Gehäuse
9 abgestützt und legt den Dichtkörper 19 spielfrei am Stell
kolben 17 an.
Zur Verhinderung einseitiger Abnutzung des Dichtkörpers 19
und/oder des Dichtsitzes 20 kann eine Dichtkörperdrehvorrich
tung vorgesehen sein.
Claims (26)
1. Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern und dosierten
Einspeisen der im Freiraum einer Tankanlage befindlichen,
flüchtigen Kraftstoffbestandteile in das Ansaugrohr einer
Brennkraftmaschine, umfassend eine den Freiraum mit der
Atmosphäre verbindende Entlüftungsleitung, in der eine
Speicherkammer mit einem Absorptionselement angeordnet
ist sowie eine die Speicherkammer mit dem Ansaugrohr
verbindende Leitung, die durch ein Ventil verschließbar
ist, wobei in dem Ansaugrohr eine auf einer Antriebswelle
gelagerte Drosselklappe angeordnet ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ventil (1) ein Stellglied umfaßt, das
durch die Antriebswelle (4) betätigbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil (1) als Drehschieberventil gestaltet ist, mit
einem Ventilgehäuse (9) und zwei in dem Ventilgehäuse (9)
gelagerten Stellscheiben (10, 11), die einander relativ
verdrehbar berühren und die mit jeweils zumindest einer
in Deckung bringbaren Durchtrittsöffnung (10.1, 11.1)
außerhalb ihrer Verdrehachse (12) versehen sind, wobei
die erste Stellscheibe (10) durch die Antriebswelle (4)
verdrehbar und die zweite Stellscheibe (11) unverdrehbar
in dem Ventilgehäuse (9) gelagert ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß die erste Stellscheibe (10) und die Antriebs
welle (4) durch eine Verbindungsvorrichtung (29) mitein
ander verbunden sind und daß die Verbindungsvorrichtung
(29) durch eine einseitige Zwangsführung ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeich
net, daß die zweite Stellscheibe (11) nur in Richtung der
Verdrehachse (12) bewegbar gelagert und durch eine
Membran (13) gegenüber dem Ventilgehäuse (9) verdrehge
sichert und abgedichtet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Stellscheibe (11) mittels einer Druckfeder
(14) in dem Ventilgehäuse (9) abgestützt und an die erste
Stellscheibe (10) angedrückt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß die beiden Stellscheiben (10, 11) verdrehbar
ineinander gelagert sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Membran (13) in axialer Richtung, der
Antriebswelle (4) zugewandt, an der zweiten Stellscheibe
(11) unverdrehbar befestigt ist und und zumindest eine
Ausnehmung mit Dichtkanten aufweist, die im wesentlichen
mit den Durchtrittsöffnungen (10.1, 11.1) in Größe und
Form übereinstimmen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Membran (13) die zweite Stellscheibe (11) bildet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß zumindest eine Stellscheibe (10, 11) im Bereich
der gegenseitigen Berührungsflächen mit einer reibungs
vermindernden Oberflächenbeschichtung (15) versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberflächenbeschichtung (15) aus einer Polytetrafluorethylen-Folie (PTFE-Folie)
besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung (15) auf einer
Zwischenscheibe (16) aus elastomerem Werkstoff angeordnet
ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenscheibe (16) in Richtung der Verdrehachse
(12) zwischen den beiden Stellscheiben (10, 11) angeord
net ist und an einer der Stellscheiben (10, 11) relativ
unverdrehbar befestigt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stellscheiben (10, 11) aus Kunststoff
bestehen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil (1) als Schiebeventil gestaltet ist, mit einem
Ventilgehäuse (9) und einem in dem Ventilgehäuse (9)
axial beweglich gelagerten Stellkolben (17), der mittels
eines Verbindungsgliedes (18) einen koaxial angeordneten,
axial beweglichen Dichtkörper (19) anliegend berührt, daß
dem Dichtkörper (19) ein unverdrehbarer, relativ unbeweg
lich in dem Ventilgehäuse (9) angeordneter Dichtsitz (20)
zugeordnet ist und daß der Stellkolben (17) und der
Dichtkörper (19) gemeinsam durch einen unverdrehbar auf
der Antriebswelle (4) gelagerten Nocken (21) betätigbar
sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventilgehäuse (9) aus einem ersten (9.1) und einem
zweiten Ventilgehäuseteil (9.2) besteht, wobei das erste
Ventilgehäuseteil (9.1) koaxial im zweiten Ventilgehäuse
teil (9.2) gelagert und durch zumindest eine O-Ring-
Dichtung (22) gegen dieses abgedichtet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste und zweite Ventilgehäuseteil (9.1, 9.2) ein
stückig ausgebildet sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Ventilgehäuseteile (9.1, 9.2) im
wesentlichen rohrförmig gestaltet sind und daß zumindest
das den Stellkolben (17) aufnehmende Gehäuseteil im
Bereich der gegenseitigen Berührungsflächen aus einem
reibungsarmen, verschleißfesten Werkstoff besteht.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest eines der sich berührenden Teile aus Kunststoff
besteht.
19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil (1) als Schiebeventil gestaltet ist, mit einem
Ventilgehäuse (9) und einem in dem Ventilgehäuse (9) nur
in Richtung der Verdrehachse (12) beweglich gelagerten,
zylindrischen Stellkolben (17), der mittels eines Verbin
dungsgliedes (18) den Dichtkörper (19) anliegend berührt,
wobei dem Dichtkörper (19) ein unverdrehbar, relativ
unbeweglich in dem Ventilgehäuse (9) angeordneter Dicht
sitz (20) zugeordnet ist, daß der Stellkolben (17)
entlang seines Außenumfangs ein einseitig wirkendes
Außengewinde (17.1) aufweist, das mit einem einseitig
wirkenden Innengewinde (22.1) eines Betätigungsteiles
(22) im Eingriff ist, und daß das Betätigungsteil (22)
verdrehbar im Ventilgehäuse (9) angeordnet und unverdreh
bar auf der Antriebswelle (4) gelagert ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Dichtsitz (20) aus einem elastisch
verformbaren Werkstoff besteht.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Dichtkörper (19) zumindest teilweise
konisch ausgebildet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stellkolben (17) und das Betätigungs
teil (22) zumindest im Bereich ihrer gegenseitigen
Berührungsflächen mit einer reibungsvermindernden Ober
flächenbeschichtung (15) versehen sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Dichtkörper (19) mittels einer Druck
feder (23) in dem Ventilgehäuse (9) abgestützt und an den
Stellkolben (17) angedrückt ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekenn
zeichnet, daß dem Ventil (1) ein elektromagnetisches
Schaltventil (30) zugeordnet ist, daß die Zuleitung
bedarfsweise verschließt und signalleitend mit einer
Motorsteuerung verbunden ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schaltventil (30) in das Ventilgehäuse (9) integriert
ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß dem Ventilgehäuse (9) ein Drosselklappen
schalter zugeordnet ist und daß der Drosselklappen
schalter im Ventilgehäuse (9) integriert ist.
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