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 zumindest 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 Magnetanker, 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 Temperaturbereich ihre Dosiergenauigkeit beibehalten, möglichst akustisch nicht wahrnehmbar 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 Ansteuerungsfrequenz mindestens 10 Hz beträgt.
In der DE 42 29 110 C 1 ist eine Tankentlüftungsanlage gezeigt, die für den Kraftstofftank vorgesehen ist und in die ein sogenanntes Regenerierventil eingesetzt 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 gesucht, diese Elastomere wegen ihrer hohen Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien und auch ihrer Dauerhaltbarkeit einsetzen zu können.
US 4986246 und DE 19534396 zeigen andere Ausführungsformen einer Tankentlüftungsanlage.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgaben zugrunde, eine Einsatzmöglichkeit für Elastomere bei Regenerierventilen zu finden, unabhängig von ihrer Zusammensetzung 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 Ausgestaltung 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 Vulkanisiervorgangs 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 Dichtelement 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 Ventilgehäuse 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.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
Es zeigt
Das in der Figur 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 Ventilgehäuses 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 Figur 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 Figur 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 Figuren 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 Figur 5 ersichtlich, als Rahmenfeder ausgebildet. Die Figur 5 ist ein Schnitt durch das Ventil 1 gemäß der Linie A-A aus der Figur 4. Das Siebblech 8 ist seitlich neben der Rahmenfeder angebracht.