DE69715477T2 - Kraftausgeglichenes Geräuschemissionsregelventil - Google Patents

Description

Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Bord- Abgasreinigungssysteme für mit einer Brennkraftmaschine angetriebene Kraftfahrzeuge, zum Beispiel Kraftstoffverdunstungsanlagen, und insbesondere ein neues und einzigartiges Emissionssteuerventil, wie zum Beispiel ein Kanisterspülmagnetventil (CPS-Ventil; CPS - canister purge solenoid) für eine Kraftstoffverdunstungsanlage.
Allgemeiner Stand der Technik und Kurzdarstellung der Erfindung
• Eine typische Bord-Kraftstoffverdunstungsanlage umfaßt einen Dampfsammelkanister, der von einem flüchtigen Flüssigkraftstoff für den Motor enthaltenden Tank abgegebenen Kraftstoffdampf sammelt, und ein CPS-Ventil zur regelmäßigen Spülung des gesammelten Dampfes in ein Saugrohr des Motors. Bei einer bekannten Kraftstoffverdunstungsanlage umfaßt das CPS-Ventil einen Elektromagneten, der von einem von einem Motormanagementsystem auf Mikroprozessorbasis erzeugten Spülsteuersignal gesteuert wird. Ein typisches Spülsteuersignal ist eine pulsbreitenmodulierte Impulswellenform mit einer relativ niedrigen Betriebsfrequenz, zum Beispiel in einem Bereich von 5 Hz bis 50 Hz. Die Modulation kann von 0% bis 100% reichen. Dies bedeutet, daß für jede Betriebsfrequenzperiode der Elektromagnet für einen bestimmten Prozentanteil der Zeitdauer der Periode erregt wird. Mit zunehmendem Prozentanteil steigt auch die Zeitdauer, während der der Elektromagnet erregt ist, und somit auch der Spülstrom durch das Ventil. Umgekehrt nimmt der Spülstrom mit abnehmendem Prozentanteil ab.
• Die Reaktion bestimmter bekannter elektromagnetisch betätigter Spülventile ist ausreichend schnell, daß der Anker/das Ventilelement der an den Elektromagneten angelegten pulsbreitenmodulierten Wellenform zumindest zu einem gewissen Grad folgen kann. Der/das pulsierende Anker/Ventilelement kann auf innere, stationäre Ventilteile auftreffen und dabei hörbaren Lärm erzeugen, der als störend angesehen werden könnte.
• Des weiteren können Änderungen des Saugrohrunterdrucks, die bei normalem Betrieb eines Fahrzeugs auftreten, direkt auf eine Weise auf ein CPS-Ventil einwirken, die die beabsichtigte Steuerstrategie beeinträchtigt, es sei denn, es werden Vorkehrungen, wie zum Beispiel ein Unterdruckregelventil, getroffen, um ihrem Einfluß Rechnung zu tragen. Wenn das CPS-Ventil geschlossen ist, wird Saugrohrunterdruck am Ventilauslaß dem Teil des Ventilelements zugeführt, der die durch den Ventilsitz begrenzte Öffnung schließt. Änderungen des Saugrohrunterdrucks beeinflussen das Strömungsbeginn- Tastverhältnis und verursachen potentiell unvorhersagbaren Strom, wenn das Ventilelement nicht genügend Zeit hat, einen ganz geöffneten Zustand zu erreichen.
• Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten CPS-Ventils, das trotz Einflüsse, die dazu neigen, die Steuerungsgenauigkeit zu beeinträchtigen, eine vorhersagbarere Spülstromsteuerung erzielt. Neben dieser allgemeinen Aufgabe besteht eine speziellere Aufgabe darin, ein CPS-Ventil mit einer Eigenschaft zu versehen, die über einen großen Bereich von Saugrohrunterdruckhöhen dahingehend wirkt, fortwährend zu bewirken, daß der Istspülstrom vorhersagbarer dem durch das Spülsteuersignal beabsichtigten entspricht, und zwar unabhängig von Änderungen des Saugrohrunterdrucks. Bei der Lösung dieser Aufgabe beim erfindungsgemäßen CPS-Ventil kann ein Ventilbetrieb erreicht werden, der ruhiger ist als bei gewissen anderen CPS-Ventilen.
• Unter anderen ist aus der eigenen US-PS 5,413,082 bekannt, eine Schallgeschwindigkeitsdüsenfunktion in einem CPS-Ventil einzubauen, um das Ausmaß zu reduzieren, zu dem ein sich ändernder Saugrohrunterdruck den Strom durch das Ventil bei der Kanisterspülung beeinflußt. Die offenbarte Ausführungsform des CPS-Ventils, das der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, enthält eine Schallgeschwindigkeitsdüsenkonstruktion an ihrem Auslaß. Aus der US-PS 5,373,822 ist die Bereitstellung eines Druck- oder Kraftausgleichs des Ankers/Ventilelements bekannt.
• Ein gattungsgemäßer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in einem neuen Mittel zur Integration von Kraftausgleich und Saugrohrunterdruckdesensibilisierung, so daß das Strömungsbeginn-Tastverhältnis gegenüber Änderungen des Saugrohrunterdrucks wesentlich desensibilisiert ist. Das erfindungsgemäße CPS-Ventil bietet deshalb ein ziemlich gleichbleibendes Öffnen beim Abheben des Ventilelements vom Ventilsitz; des weiteren bietet es ein ziemlich gleichmäßiges Schließen, wenn sich das Ventilelement wieder auf den Ventilsitz setzt. Da das erfindungsgemäße CPS-Ventil diese Gleichmäßigkeiten erreicht, die im Verhältnis ziemlich wohldefiniert und vorhersagbar sind, ist auch die Dauer in jedem Tastverhältnis, während der die Schallgeschwindigkeitsdüsenkonstruktion am Ventilauslaß als wahre Schallgeschwindigkeitsdüse funktioniert, ziemlich wohldefiniert und vorhersagbar, wobei sie gleich der Dauer des Tastverhältnisses minus der Dauer des Ventilelementhubs beim anfänglichen Abheben des Ventils vom Sitz und beim letzten Wiederaufsetzen des Ventils auf den Sitz ist, wobei die Nähe des Ventilelements zum Ventilsitz verhindert, daß die Schallgeschwindigkeitsdüsenkonstruktion als wahre Schallgeschwindigkeitsdüse funktioniert, unbeeinflußt von dem Ausmaß der zwischen dem vom Sitz abgehobenen Ventilelement und dem Ventilsitz vorliegenden Strömungsbeschränkung. Deshalb funktioniert die Schallgeschwindigkeitsdüsenkonstruktion über ein ganzes Tastverhältnis als wahre Schallgeschwindigkeitsdüse, außer bei diesen anfänglichen Abhebe- und letzten Wiederaufsetzübergängen. Indem bewirkt wird, daß der Ventilelementhub, während dessen diese Übergänge auftreten, relativ kurz ist, kann die Schallgeschwindigkeitsdüsenkonstruktion über einen größeren Teil eines Tastverhältnisses als wahre Schallgeschwindigkeitsdüse funktionieren. Deshalb kann das erfindungsgemäße CPS-Ventil ermöglichen, daß der Istmassenspülstrom, der während eines Tastverhältnisses auftritt, mit dem Spülsteuerungstastverhältnissignal genau korreliert wird und somit wohldefiniert und gut vorhersagbar ist.
• Des weiteren besitzt das erfindungsgemäße Ventil andere neue Merkmale, die bei der Herstellung des Ventils von Vorteil sind. Eines dieser Merkmale betrifft ein besonders zweckmäßiges Mittel zur Einstellung des Ventilsitzes in ordnungsgemäße Positionsbeziehung zum Ventilelement zum Zeitpunkt der Ventilherstellung. Ein anderes betrifft die Elektromagnetstatorkonstruktion, die den Einbau der Kraftausgleichsfunktion erleichtert. Noch andere Merkmale betreffen gewisse Konstruktionseinzelheiten, die zusätzliche besondere Vorteile bieten.
• Die vorhergehenden sowie andere Merkmale zusammen mit verschiedenen Vorteilen und Nutzen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen hervor, die von den Zeichnungen begleitet werden. Die Zeichnungen offenbaren eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gemäß der derzeit als am besten erachteten Durchführungsart der Erfindung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine Längsquerschnittsansicht durch ein beispielhaftes Emissionssteuerventil, das die Grundzüge der Erfindung darstellt, einschließlich einer schematischen Verbindung mit einer Kraftstoffverdunstungsanlage.
• Fig. 2 ist eine Längsquerschnittsansicht durch eine Unterbaugruppe des Ventils, die allein in vergrößertem Maßstab gezeigt wird.
• Fig. 3 ist eine volle Axialendansicht von Fig. 2 in Richtung der Pfeile 3-3 der letzteren Figur.
• Fig. 4 ist eine Axialendansicht einer Komponente des Ventils, nämlich eine Blende, die allein in vergrößertem Maßstab gezeigt wird.
• Fig. 5 ist eine Längsquerschnittsansicht durch eine andere Unterbaugruppe des Ventils, die allein in vergrößertem Maßstab gezeigt wird.
• Fig. 6 ist eine Längsquerschnittsansicht durch eine andere Komponente des Ventils, nämlich des Ventilelements, die allein in vergrößertem Maßstab gezeigt wird.
• Fig. 7 ist eine Teilansicht in der allgemeinen Richtung der Pfeile 7-7 in Fig. 3, die einen Zustand nach dem Zusammenbau der Unterbaubruppen nach den Fig. 2 und 5 und der Komponente nach Fig. 4 zeigt.
• Fig. 8 ist eine veranschaulichende Kurvendarstellung, die zum Verständnis der durch das erfindungsgemäße Ventil bereitgestellten Verbesserung nützlich ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• Fig. 1 zeigt eine Kraftstoffverdunstungsanlage 10 eines Kraftfahrzeugs, die einen Dampfsammelkanister 12 und ein Grundzüge der vorliegenden Erfindung darstellendes CPS-Ventil 14 umfaßt, das zwischen einem Kraftstofftank 16 und einem Saugrohr 18 einer Brennkraftmaschine 20 auf herkömmliche Weise in Reihe geschaltet ist. Ein Motormanagementrechner (E.M.C.) 22 liefert ein Spülsteuersignal für das Betriebsventil 14.
• Das in Fig. 1 in geschlossenem Zustand gezeigte CPS- Ventil 14 umfaßt ein Gehäuseglied 24, einen eine Schallgeschwindigkeitsdüsenkonstruktion 28 enthaltenden Auslaßstutzen 26, eine Magnetspulen-Unterbaugruppe 30, eine Anker-Unterbaugruppe 32 und ein zweiteiliges Ventilelement 33. Das Gehäuseglied 24 umfaßt einen zylindrischen, schalenförmigen Körper 34 mit einer ringförmigen Seitenwand 36 und einer axialen Endwand 38. Ein Einlaßstutzen in Form eines röhrenförmigen Anschlußstücks 40 ist im Gehäuseglied integral so ausgebildet, daß es die Seitenwand 36 radial unterbricht und somit eine Verbindung des Kanisters 12 zum Innenraum 42 des Gehäuseglieds 24 bereitstellt, das durch die Wände 36, 38 begrenzt wird.
• Die Bezugszahl 44 bezeichnet eine gedachte Längsachse des CPS-Ventils 14, mit der das Gehäuseglied 24, der Auslaßstutzen 26, die Magnetspulen-Unterbaugruppe 30, die Anker-Unterbaugruppe 32 und das Ventilelement 33 koaxial sind. Der Auslaßstutzen 26 umfaßt eine röhrenförmige Wand. 46, die die Schallgeschwindigkeitsdüsenkonstruktion 28 enthält und ein Anschlußstück zur Verbindung der Schallgeschwindigkeitsdüsenkonstruktion mit dem Saugrohr 18 bereitstellt. Die Wand 46 begrenzt einen Durchgang, der nacheinander von einem seiner Axialenden zum anderen ein kreiszylindrisches Segment 48; ein radial-konvergierendes Segment 50; ein radial- divergierendes Segment 52 und ein kreiszylindrisches Segment 54 enthält.
• Weiterhin umfaßt der Auslaßstutzen 26 einen integralen kreisförmigen axialen Ring 56, der konzentrisch um die Wand 46, aber von ihr radial nach außen beabstandet angeordnet ist. Der Ring 56 und die Wand 46 sind über eine ringförmige radiale Wand 58 integral miteinander verbunden, deren radial innerer Umfang in der Nähe des engsten Teils des divergierenden Segments 52 und deren radial äußerer Umfang in der Nähe eines axialen Endes des Rings 56 angeordnet ist. Die radial äußere Fläche des Rings 56 enthält ein Schraubgewinde 60, über das die Befestigung des Auslaßstutzens 26 am Gehäuseglied 24 erfolgt. Das axiale Ende der röhrenförmigen Wand 46, die das Segment 48 enthält, umfaßt eine flache, kreisringförmige Fläche, die einen im Innenraum 42 angeordneten Ventilsitz 62 bildet.
• Die Endwand 38 des Gehäuseglieds 24 umfaßt ein mittleres Loch, das durch eine kreisringförmige Lippe 64 definiert wird, die über eine kurze Strecke nach innen zum Innenraum 42 gebogen ist. Eine integral mit dem koaxial mit der Achse 44 verlangenden Gehäuseglied 24 ausgebildete kreisringförmige Buchse 66 erstreckt sich von der Außenseite der Endwand 38. Die Buchse 66 umfaßt ein Innengewinde 68, über das der Auslaßstutzen 26 mit dem Gehäuseglied 24 verbunden wird, indem das Schraubgewinde 68 mit dem Schraubgewinde 60 verschraubt und der Auslaßstutzen bezüglich des durch die Buchse bereitgestellten Lochs verdreht wird. Das Ausmaß, in dem die beiden Schraubgewinde miteinander verschraubt werden, bestimmt die Axialpositionierung des Auslaßstutzens 26 bezüglich des Gehäuseglieds 24 und somit die Positionierung des Sitzes 62 im Innenraum 42.
• Die Fig. 2 und 3 zeigen weitere Einzelheiten der Magnetspulen-Unterbaugruppe 30, die einen nichtferromagnetischen Spulenkörper 70 umfaßt, der einen röhrenförmigen Kern 72 mit kreisringförmigen Flanschen 74, 76 an einander gegenüberliegenden axialen Enden aufweist. Ein Durchgangsloch 78 mit einer Innenschulter 80 erstreckt sich durch den Kern 72, der koaxial mit der Achse 44 verläuft. Um den Kern 72 zwischen den Flanschen 74, 76 ist ein Magnetdraht gewickelt, um eine spulenkörpermontierte elektromagnetische Spule 81 zu bilden. Ein Teil des Flansches 74 ist zum Anbringen eines Paars elektrischer Anschlüsse 82, 84 geformt, deren freie Enden in Querrichtung parallel von der Achse 44 über den Flansch 74 wegragen. Jeweilige Enden des Magnetdrahts sind mit jeweiligen dieser beiden Anschlüsse verbunden.
• Die Statorkonstruktion ist der spulenkörpermontierten Spule zugeordnet. Diese Statorkonstruktion umfaßt ein allgemein zylindrisches ferromagnetisches Polstück 86, das zum Großteil im Teil des Durchgangslochs 78 zwischen der Schulter 80 und dem Flansch 74 angeordnet ist. Ein mehrschultriges Ende des Polstücks 86 ragt über das Durchgangsloch 78 hinaus. Weiterhin umfaßt die Statorkonstruktion einen ferromagnetischen Mantel 88 und eine Blende 90 (wobei die Blende in Fig. 4, aber nicht in den Fig. 2 und 3 gezeigt wird).
• Der Mantel 88 ist aus flächigem Material zu einer Form gebildet worden, die eine allgemein senkrecht zur Achse 44 verlaufende kreisringförmige Endwand 92 und zwei allgemein parallel zur Achse 44 verlaufende, diametral gegenüberliegende Seitenwände 94 umfaßt. Die Endwand 92 weist ein kreisförmiges Durchgangsloch 96 auf, das ihre koaxiale Befestigung an einem Teil des vorragenden Endes des Polstücks 86 gestattet. Jede Seitenwand 94 erstreckt sich vom Außenumfang der Endwand 92, wobei sie so geformt ist, daß sie um den Umfang des Flansches 74 herumgebogen ist, dann axial parallel über die gesamte Länge des Spulenkörpers 70 und ragt über den Flansch 76 hinaus, wie in Fig. 2 gezeigt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die beiden Seitenwände 94 Spiegelbilder voneinander um einen Durchmesser 98 durch die Achse 44, wie in Fig. 3 gezeigt. Jede Seitenwand ist bogenförmig gekrümmt und ist kreiskonkav zum Spulenkörper und zur Spule hin. Die beiden Seitenwände passieren sehr eng den Flansch 76 oder berühren ihn sogar, und der Teil jeder Seitenwand, der über den Flansch hinwegragt, umfaßt zwei um den Umfang beabstandete Finger 100, die jeweils in zwei identische um den Umfang beabstandete Nasen 102 gegabelt sind. Die Fig. 2 und 3 zeigen den Zustand der Nasen 102, bevor die Blende 90 der Statorkonstruktion zugeordnet wird.
• Die Blende 90 wird in Fig. 4 allein gezeigt und umfaßt ein ringförmiges ferromagnetisches Stück, das einen allgemein flachen, aber gekerbten Außenrand 104 und einen gekrümmten Innenrand 106 aufweist. Der Umfang des Außenrands 104 ist kreisförmig, außer dem Vorliegen von vier Kerben 108, die in einem Muster angeordnet sind, das dem der Finger 100 entspricht. Wie bei Betrachtung der Fig. 1 und 4 hervorgeht, passen die Finger 100 in die Kerben 108, wenn die Blende 90 in der in Fig. 1 gezeigten Position angeordnet ist. Wie später näher erläutert, wird die Blende durch Drehen der Nasen 102 in einen Preßsitzzustand gegen die Ränder der Kerben 108 in der Position von Fig. 1 sicher festgehalten, obgleich Fig. 1 den Zustand vor einem solchen Drehen der Nasen 102 zeigt.
• Nachdem der Mantel 88 auf die obenerwähnte Weise dem Spulenkörper 70 zugeordnet worden ist, aber vor Anordnung der Blende 90, wird die spulenkörpermontierte Spule 81, einschließlich des Polstücks 86 und des Mantels 88, wie in Fig. 2 gezeigt eingekapselt. Die Einkapselung kann als Bildung eines zweiten Gehäuseglieds 110 angesehen werden, das mit dem Gehäuseglied 24 zur Bildung eines vollständigen Gehäuses für das fertige CPS-Ventil 14 zusammenwirkt. Dieses zweite Gehäuseglied 110 ist zur Bildung einer Umfassung 112 für die freien Enden der Anschlüsse 82, 84 geformt, wodurch ein elektrischer Verbinder zur Verbindung mit einem (nicht gezeigten) Gegenverbinder geschaffen wird, um das Ventil mit einer (auch nicht gezeigten) Spülsteuersignalquelle zu verbinden. Das Einkapselmaterial ist des weiteren so geformt, daß dem Gehäuseglied 110 ein Flansch 114 verliehen wird, der einen kreisringförmigen Steg 116 zur axialen Anbringung an einer komplementären aus Flansch 118 und Nut I20 bestehenden Konstruktion (siehe Fig. 1) am offenen axialen Ende des Gehäuseglieds 24, wenn die beiden Gehäuseglieder 24, 110 zusammengefügt werden, wie später ausführlicher erläutert, enthält.
• Fig. 1 zeigt die Anker-Unterbaugruppe 32 und das Ventilelement 33 in zusammenmontiertem Zustand, wobei die erstere ein ferromagnetisches Ankerglied 122 und eine flexible Membran 124 und das letztere ein starres Ventilglied 126 und ein elastomeres Dichtungsglied 128 umfaßt.
• Fig. 5 zeigt eine weitere Einzelheit des Ankerglieds 122, das allgemein kreiszylindrischer Form ist, aber mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Außendurchmessern umfaßt. Ein erster Abschnitt 130 stellt eine enge Gleitpassung des Ankerglieds 122 in dem Teil des Spulenkörperdurchgangslochs 78 bereit, der zwischen der Schulter 80 und dem Flansch 76 liegt, so daß die Unterbaugruppe 32 im fertiggestellten CPS- Ventil 14 koaxial mit der Achse 44 verläuft. Ein an den Abschnitt 130 unmittelbar angrenzender zweiter Abschnitt 132 umfaßt um seine Außenseite herum eine Reihe von Schultern, die einen kreisförmigen radialen Steg 134 und eine kreisförmige radiale Nut 136 bilden, die die Befestigung der Membran 124 bewerkstelligen. Ein an den Abschnitt 132 unmittelbar angrenzender dritter Abschnitt 138 weist einen Durchmesser auf, der bezüglich des Durchmessers des durch den gekrümmten Innenrand 106 der Blende 90 definierten kreisförmigen Lochs so bemessen ist, daß zwischen dem Rand 106 und dem Abschnitt 138 ein ringförmiger Anker-Stator- Luftspalt definiert wird. Ein an den Abschnitt 138 unmittelbar angrenzender und einen kleineren Durchmesser als er aufweisender vierter Abschnitt 140 gewährleistet die Befestigung des Ventilglieds 126 an dem Ankerglied 122. Das Ankerglied 122 umfaßt weiterhin ein koaxial mit der Achse 44 verlaufendes Durchgangsloch 142, das eine zweischultrige Aussenkung enthält, die dem Ende des im Spulenkörperdurchgangsloch 78 angeordneten Polstücks 86 zugewandt ist.
• Fig. 1 zeigt das Ventilglied 126 kreisringförmiger Form, dessen Innendurchmesser am Ankerabschnitt 140 angeordnet und am Ankerglied 122 befestigt ist, wobei eine seiner flachen Endflächen an das flache Ende des Ankerabschnitts 138 stößt. Der Außendurchmesser des Ventilglieds 126 ist nominell gleich dem des Ankerabschnitts 138, enthält aber einen radial vorragenden kreisförmigen Steg 144 (siehe auch Fig. 6) in der Mitte zwischen seinen flachen Endflächen. Weiterhin zeigt Fig. 6 ein Dichtungsglied 128, das einen kreisringförmigen Körper 146, dessen Axialabmessung gleich der des Abschnitts 140 des Ankerglieds 122 ist, und eine Nut 148 an seinem Innendurchmesser umfaßt, die das Anbringen des Körpers 146 auf dem Außendurchmesser des Ventilglieds 126 bewerkstelligt. Eine kegelstumpfförmige Dichtungslippe 150 ist von dem zum Ventilsitz 62 weisenden Ende des Körpers 146 aus radial nach außen aufgeweitet, um gegen den Ventilsitz 62 abzudichten, wenn sich das CPS-Ventil in dem in Fig. 1 gezeigten geschlossenen Zustand befindet.
• Des weiteren zeigt Fig. 5 die Membran 124, die einen Innenrand mit einem genuteten Innendurchmesser zum abdichtenden Anbringen an dem Steg 134 und der Nut 136 des Ankerglieds 122 umfaßt. Eine flexible radiale Wand 152 erstreckt sich vom Innenrand der Membran zu einer kreisförmigen axialen Lippe 154, die den Außenrand der Membran bildet. Beim fertigen CPS-Ventil 14 wird die Lippe 154 auf abdichtende Weise zwischen einem Teil der Blende 90 und einer gegenüberliegenden Nut 156 (siehe Fig. 2 und 3) festgehalten, die in einem Teil des Gehäuseglieds 110 ausgebildet ist, der einen Teil der axialen Endfläche des Spulenkörperflansches 76 bedeckt. Die Lippe 154 wird festgehalten, indem man das Ankerglied 122 in das Spulenkörperdurchgangsloch 78 einsetzt, die Blende 90 dann durch Anordnung der Finger 100 in die Kerben 108 auf die Elektromagnet- Unterbaugruppe 30 plaziert und die Nasen 102 in Preßpassung mit den Rändern der Kerben 108 drückt, wie in Fig. 7 gezeigt, um die Blende sicher festzuhalten, wodurch die Elektromagnet-Unterbaugruppe 30, die Anker- Unterbaugruppe 32 und die Blende 90 miteinander verbunden werden. Das Ausmaß, in dem die Lippe 154 zusammengedrückt wird, wird durch zwangsläufiges Anstoßen der Blende 90 an einen die Außenseite der Nut 156 bildenden Steg 158 gesteuert. Danach wird das Ventilelement 33 an der Unterbaugruppe 32 montiert.
• Vor dem Einsetzen des Ankerglieds 122 in das Durchgangsloch 78 wird eine Schrauben-Vorspannfeder 160 zwischen dem Polstück 86 und dem Ankerglied so angeordnet, daß beim Zusammenfügen der Elektromagnet- Unterbaugruppe 30, der Anker-Unterbaugruppe 32 und der Blende 90 ein Ende der Feder in einer Sackaussenkung 162 im Polstück 86 und das gegenüberliegende Ende an einer Schulter der Aussenkung an dem dem Polstück 86 gegenüberliegenden Ende des Ankerglieds 122 sitzt.
• Dann werden die beiden Gehäuseglieder zusammen mit den beiden Flanschen 114, 118 aneinander anstoßend angeordnet und durch ein beliebiges geeignetes Verbindungsmittel miteinander verbunden, um eine dampfdichte Verbindung zu gewährleisten. Zu diesem Zeitpunkt kann der Auslaßstutzen 26 in die Buchse 66 geschraubt werden, um eine gewünschte Positionierung des Sitzes 62 im Innenraum 42 zu erzielen. Bei Erreichen einer gewünschten Sitzposition wird der Ring 56 gegen Drehung verriegelt, und die Gewindeverbindung wird dampfdicht abgedichtet, so daß kein Dampf zwischen den Ring und die Buchse strömen kann. Ein zweckmäßiges Mittel zur Erzielung sowohl der Verriegelung als auch der Abdichtung ist das Einbringen eines geeigneten Klebststoffdichtmittels durch das offene Ende der Buchse zur Erzeugung eines Stopfens, wie der in Fig. 1 bei 164 gezeigte.
• Die Abgabe eines Spülsteuersignals an das Ventil 14 erzeugt einen elektrischen Stromfluß in der Spule 81, und dieser Stromfluß erzeugt einen magnetischen Fluß, der in einem magnetischen Kreis konzentriert ist, welcher das Ankerglied 122, die obengenannte Statorkonstruktion, den Luftspalt zwischen der Blende 90 und dem Ankerglied 122 und den Luftspalt zwischen dem Ankerglied 122 und dem Polstück 86 umfaßt. Mit zunehmendem Strom wird an das Ankerglied 122 eine zunehmende Kraft in Richtung einer vermehrten Verschiebung des Ventilelements 33 vom Ventilsitz 62 weg angelegt. Dieser Kraft wird durch die zunehmende Kompression der Feder 160 entgegengewirkt. Das Ausmaß, zu dem das Ventilelement 33 vom Sitz 62 weg verschoben wird, ist mit dem Stromfluß gut korreliert, und aufgrund des Kraftausgleichs und des Schallgeschwindigkeitsstroms ist der Ventilbetrieb im wesentlichen unempfindlich für sich ändernden Saugrohrunterdruck. Die maximale Verschiebung des Ankers 122 und des Ventilelements 33 vom Ventilsitz 62 weg wird durch Anstoßen des Innenrands der Membran 124 an das gegenüberliegende Ende des Spulenkörperkerns 72 definiert.
• Bei der operativen Kraftstoffverdunstungsanlage 10 wird der Saugrohrunterdruck durch den Auslaß 26 zugeführt und wirkt auf den durch Anordnung der Lippe 150 auf dem Sitz 62 begrenzten Bereich. Ohne Kraftausgleich wird durch sich ändernden Saugrohrunterdruck die zum Öffnen des Ventils 10 erforderliche Kraft geändert und somit die zur Betätigung des Ventilelements 33 erforderliche Erregerstrommenge an die Spule 81 veränderlich. Durch Kraftausgleich wird der Ventilbetrieb, insbesondere das anfängliche Ventilöffnen, gegenüber sich änderndem Saugrohrunterdruck desensibilisiert. Beim erfindungsgemäßen CPS-Ventil 14 wird Kraftausgleich durch einen Verbindungsweg erreicht, der über das Durchgangsloch 142 zu dem Teil des Durchgangslochs 78 innerhalb des Polstücks 86 und von dort zu einem ringförmigen Raum 168 bereitgestellt wird, der durch die Membran 124 zum Innenraum 42 geschlossen ist. Indem der geschlossene Kraftausgleichsraum, der dem über das Durchgangsloch 142 übermittelten Saugrohrunterdruck ausgesetzt ist, mit einem effektiven Anker/Membranbereich versehen wird, der dem durch die Anordnung der Lippe 150 auf dem Sitz 62 begrenzten Bereich entspricht, wird die dem Abheben des geschlossenen Ventilelements vom Sitz entgegenwirkende Kraft durch eine in die entgegengesetzte axiale Richtung wirkende gleiche Kraft aufgehoben. Somit ist das CPS-Ventil mit einer wohldefinierten und vorhersagbaren Öffnungseigenschaft versehen, die zur Erzielung einer gewünschten Steuerstrategie zur Kanisterspülung von Bedeutung ist.
• Nachdem sich das Ventil über einen anfänglichen Abhebeübergang hinaus geöffnet hat, kommt die Schallgeschwindigkeitsdüsenkonstruktion 28 als währe Schallgeschwindigkeitsdüse zur Wirkung (wobei ein ausreichendes Druckdifferential zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßstutzen angenommen wird), wodurch sie den Schallgeschwindigkeitsspülstrom gewährleistet und gegenüber dem sich ändernden Saugrohrunterdruck im wesentlichen unempfindlich ist. Angenommen die Eigenschaften des zu spülenden Dampfes, wie zum Beispiel spezifische Wärme, Gaskonstante und Temperatur, sind konstant, dann ist der Massenstrom durch das Ventil eine Funktion von im wesentlichen nur dem Druck stromaufwärts der Schallgeschwindigkeitsdüse. Die Beschränkung zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz beim anfänglichen Abheben des Ventilelements und letzten Wiederaufsetzen des Ventilelements erzeugt in der Tat einen Druckabfall, wodurch ein voller Schallgeschwindigkeitsdüsenbetrieb verhindert wird, aber da diese Übergänge wohldefiniert und relativ kurzer Dauer sind, ist der tatsächliche Ventilbetrieb mit dem daran angelegten Spülsteuersignal gut korreliert. Das erfindungsgemäße Ventil eignet sich gut zum Betrieb durch eine pulsbreitenmodulierte Spülsteuersignalwellenform vom Motormanagementrechner 22, die aus rechteckigen Spannungsimpulsen mit im wesentlichen konstanter Spannungsamplitude und bei gewählter Frequenz auftretend besteht.
• Fig. 8 zeigt eine Kennlinie, die den Strom als Funktion des Tastverhältnisses für ein Spülventil bei verschiedenen Saugrohrunterdruckhöhen darstellt. Es ist zu sehen, daß die Kurven trotz sich änderndem Saugrohrunterdruck im wesentlichen identisch sind.
• Obgleich eine derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, versteht sich, daß die Grundzüge auf andere Ausführungsformen anwendbar sind, die in den Schutzbereich der folgenden Ansprüche fallen.

Claims (6)

1. Kraftfahrzeugemissionssteuerventil (14), das folgendes umfaßt:

- einen Körper (34, 36, 38) mit einem Einlaßstutzen (42), einem Auslaßstutzen (26) und einem Innenraum (42) zwischen dem Einlaßstutzen (42) und dem Auslaßstutzen (26), durch den gasförmige Emissionen strömen können;

- ein Ventilelement (33), das durch ein Steuersignal bezüglich eines Ventilsitzes (62) dahingehend gesteuert wird, das Ausmaß zu bestimmen, zu dem das Steuerventil (14) den Strom gasförmiger Emissionen gestattet;

- einen Elektromagnet (30, 32), der wiederum folgendes umfaßt: einen Anker (32) zur Betätigung des Ventilelements (33); einen Spulenkörper (70, 72, 74, 76, 78, 80), der eine elektromagnetische Spule (81) sowie ein Loch zur Führung des Ankers (32) enthält; und eine Statorkonstruktion (86, 88, 90), die unter Zusammenwirkung mit dem Anker (32) einen Magnetkreisweg bereitstellt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Statorkonstruktion (86, 88, 90) folgendes umfaßt:

- eine Seitenwandkonstruktion (94), die sich axial des Elektromagnets (32) erstreckt;

- eine ringförmige Blende (90) an einem Ende des Elektromagneten (32), die einen Luftspalt im Magnetkreis zwischen der Statorkonstruktion (86, 88, 90) und dem Anker (32) bereitstellt; und

- Haltemittel (100, 102) zum Festhalten der Blende (90) am Elektromagnet (30, 32), die Nasen (102) entweder an der Statorseitenwandkonstruktion (94) oder der Blende (90) und Kerben (108) im jeweils anderen Teil, entweder in der Blende (90) oder in der Statorseitenwandkonstruktion (94), enthält,

wobei sich die Nasen (102) durch die Kerben (108) erstrecken und mit Rändern (104) davon in Preßpassung stehen.

2. Kraftfahrzeugemissionssteuerventil nach Anspruch 1, bei dem sich die Kerben (108) in der Blende (90) und die Nasen (102) an der Statorseitenwandkonstruktion (94) befinden.

3. Kraftfahrzeugemissionssteuerventil nach Anspruch 2, bei dem die Statorseitenwandkonstruktion (94) zwei diametral gegenüberliegende Seitenwände umfaßt, die jeweils mehrere Nasen (102) enthalten.

4. Kraftfahrzeugemissionssteuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Blende (90) einen gekrümmten Innenrand (106) am Luftspalt umfaßt.

5. Kraftstoffverdunstungsanlage (10) für die Kraftstoffanlage einer Brennkraftmaschine, die einen Kraftstofftank (16) und einen Motor (20) mit einem Saugrohr (18) umfaßt, wobei die Kraftstoffverdunstungsanlage folgendes umfaßt:

einen Kraftstoffdampfsammelkanister (12) zum Sammeln von durch flüchtigen Kraftstoff im Kraftstofftank (16) erzeugten Dampf; und

ein Emissionssteuerventil (14) nach einem der Ansprüche 1-4, das in einem Spülstromweg zwischen dem Saugrohr (18) und dem Kraftstoffdampfsammelkanister (12) angeordnet ist, wobei das Steuerventil (14) gemäß einem Spülsteuersignal gesteuert wird, das das Ausmaß definiert, zu dem das Steuerventil (14) Spülstrom durch den Spülstromweg läßt.

6. Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugemissionssteuerventils (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem man den Anker (32) an den Elektromagneten (30) montiert, indem man einen axialen Endteil davon in das Spulenkörperloch (78) einsetzt, die Blende (90) an den Elektromagneten (30) montiert und dann das Ventilelement (33) an den Anker (32) montiert.