ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2003 года по МПК F02M25/08 

Изобретение относится к электромагнитному клапану прежде всего для системы вентиляции топливных баков транспортных средств, согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Клапаны такого типа описаны, например, в DE 4244113 А1, а также в DE 19611886 А1 и DE 19852980.5. При точной регулировке магнитный сердечник перемещают в осевом направлении, ввинчивая его в резьбу в корпусе электромагнита. Способ такой точной регулировки описан, например, в US 5424704, однако согласно этой публикации магнитный сердечник ввинчивают в каркас катушки, выполненный из пластмассы.

Во избежание проворота магнитного сердечника после регулировки, т.е. для его стопорения от проворота в отрегулированном положении, на резьбу, как известно, наносят слой полимера, например тафлока (Tuflok), или слой клея. Кроме того, для стопорения от проворота известно применение последующей сварки или зачеканивания друг с другом обеих резьб.

Для подобных способов стопорения от проворота требуются дополнительные технологические операции при изготовлении магнитного сердечника, что в свою очередь связано с дополнительными затратами. Еще один недостаток известных решений состоит в значительном разбросе крутящих моментов, которые необходимо прикладывать при отвинчивании, что в свою очередь обусловлено разбросом в пределах технологических допусков размеров магнитного сердечника и стаканообразного корпуса электромагнита, а также толщины слоя полимера, в частности тафлока или клея.

Кроме того, такое соединение, обеспечивающее стопорение от проворота, восприимчиво к колебаниям температуры и переменным (вибрационным) нагрузкам.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача обеспечить в клапане указанного в начале описания типа возможность простого, практически не восприимчивого к колебаниям температуры и вибрационным нагрузкам, а также к разбросу в допустимых пределах размеров магнитного сердечника и корпуса электромагнита регулирования магнитного сердечника и его простого с технической точки зрения стопорения от проворота.

Преимущества изобретения
В отношении электромагнитного клапана указанного в начале описания типа эта задача решается с помощью отличительных признаков п. 1 формулы изобретения.

Второй снабженный наружной резьбой резьбовой участок на полом цилиндрическом магнитном сердечнике, который предпочтительно без образования стружки формирует собственную резьбу в каркасе катушки и в результате запрессовывается за счет этого в каркас, обеспечивая тем самым стопорение от проворота, позволяет технологически простым путем эффективно застопорить магнитный сердечник от проворота, при этом из-за отсутствия известных из уровня техники клеевых или полимерных покрытий для достижения необходимого стопорения от проворота приходится учитывать только допуски на размеры двух деталей, надежно выдерживать которые при изготовлении гораздо проще с технологической точки зрения. Кроме того, подобное соединение, обеспечивающее стопорение от проворота, позволяет более эффективно отрегулировать крутящие моменты, необходимые при отвинчивании. Помимо этого такое соединение обладает значительно более высокой прочностью по сравнению с тонким слоем полимера или клея, используемыми в известных из уровня техники способах стопорения от проворота. Точность регулирования магнитного сердечника его ввинчиванием в металлический корпус электромагнита при этом сохраняется.

Другие преимущества и отличительные особенности изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере одного из вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором в продольном разрезе схематично показан предлагаемый клапан.

Описание варианта выполнения
Показанный на чертеже в продольном разрезе клапан, выполненный в соответствии с одним из вариантов, предназначен для дозированного добавления паров топлива, улетучивающегося из топливного бака (не показанного) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) со сжатием рабочей смеси и принудительным зажиганием, в этот двигатель, например во впускную трубу или же при непосредственном впрыскивании бензина непосредственно в цилиндр ДВС, и является частью не показанной на чертеже системы улавливания испарений топлива, которой оснащен ДВС. Конструкция и принцип действия подобных систем улавливания испарений топлива описаны, например, в публикации "Bosch Technische Unterrichtung Motormanagement Motronic", 2-е изд., август 1993, стр. 48 и 49. Клапан системы вентиляции топливного бака и его принцип действия описаны, например, в публикациях DE 4244113 A1, а также в DE 19611886 А1.

Клапан системы вентиляции топливного бака имеет разъемный корпус 10, состоящий из стаканообразной корпусной детали 101 и закрывающей ее по типу крышки корпусной детали 102. На корпусной детали 101 выполнен впускной патрубок 11, соединяемый с вентиляционным патрубком топливного бака или с устанавливаемым за ним заполненным активированным углем накопителем паров топлива. На корпусной детали 102 выполнен выпускной патрубок 12, соединяемый с впускной трубой ДВС. Впускной патрубок 11 и выпускной патрубок 12 расположены, например, соосно друг относительно друга на оси соответствующих корпусных деталей 101, 102. Внутри стаканообразной корпусной детали 101 расположен электромагнит 13.

Этот электромагнит 13 имеет стаканообразной корпус 14 с коаксиально проходящим сквозь его дно магнитным сердечником 15, имеющим форму полого цилиндра, и цилиндрическую катушку 16 возбуждения на пластмассовом каркасе 17, охватывающем в корпусе 14 электромагнита магнитный сердечник 15. В дне металлического корпуса 14 электромагнита выполнен выступающий наружу резьбовой патрубок 18 с внутренней резьбой 19, в который ввинчен первый резьбовой участок 21, снабженный наружной резьбой, полого цилиндрического магнитного сердечника 15. Такое резьбовое соединение двух металлических деталей позволяет вращением магнитного сердечника 15 в корпусе 14 электромагнита перемещать этот магнитный сердечник в осевом направлении и тем самым точно отрегулировать его осевое положение. Магнитный сердечник 15 расположен на одной оси с впускным патрубком 11, в результате чего поступающие в этот патрубок пары топлива проходят непосредственно сквозь магнитный сердечник 15.

С целью застопорить магнитный сердечник 15 от проворота в отрегулированном положении на нем на участке расположения каркаса 17 катушки имеется второй резьбовой участок 35 с наружной резьбой, который при ввинчивании магнитного сердечника 15 в предусмотренную на резьбовом патрубке 18 внутреннюю резьбу 19 формирует без образования стружки по типу самореза собственную резьбу в каркасе 17 катушки. При этом каркас 17 катушки имеет втулку 36, например, со ступенчатым сквозным отверстием 37, диаметр которого, например, больше диаметра первого резьбового участка 21 магнитного сердечника 15, и поэтому при сборке магнитный сердечник 15, чтобы его можно было ввинтить во внутреннюю резьбу 19 резьбового патрубка 18, сначала вставляют сверху его снабженным первым резьбовым участком 21 концом в сквозное отверстие 37. После этого при ввинчивании первого резьбового участка 21 в резьбовой патрубок 18 второй резьбовой участок 35 врезается в сквозное отверстие 37 втулки 36 каркаса катушки, обеспечивая стопорение магнитного сердечника от проворота. Подобное соединение, обеспечивающее стопорение от проворота, обладает высокой прочностью, является простым в изготовлении и позволяет эффективно регулировать необходимые для отвинчивания крутящие моменты. Так, в частности, отпадает необходимость в использовании для стопорения от проворота известных из уровня техники дополнительных материалов, таких как клеевые или полимерные покрытия.

Край корпуса 14 электромагнита отогнут с образованием кольцевого опорного фланца 20. Внутрь этого опорного фланца 20 вставлено образующее корпус седла клапана замыкающее магнитную цепь ярмо 22 электромагнита 13, которое закрывает корпус 14 электромагнита и которое краями опирается на опорный фланец 20. В образующем корпус седла клапана замыкающем магнитную цепь ярме 22 предусмотрены клапанные отверстия, перекрываемые расположенным между этим ярмом 22 и магнитным сердечником 15 клапанным элементом 27, выполняющим функцию якоря электромагнита. В центре этого клапанного элемента 27 соосно полому цилиндрическому магнитному сердечнику 15 предусмотрено осевое сквозное отверстие 28, через которое при открытых клапанных отверстиях пары топлива могут попадать из впускного патрубка 11 в выпускной патрубок 12. Изготовленный из обладающего магнитной проводимостью материала клапанный элемент 27 подпружинен в направлении закрытия клапана в сторону выпускного патрубка 12.

Ход клапанного элемента 27 регулируется осевым перемещением магнитного сердечника 15. Благодаря контакту металла с металлом в резьбовом соединении магнитного сердечника 15 с резьбовым патрубком 18 ход клапанного элемента даже при смене температур изменяется лишь в пренебрежимо малых пределах. В отличие от этого контакт металла с пластмассой в резьбовом соединении якоря 15 электромагнита со втулкой 36 лишь повышает при смене температур эффективность стопорения от проворота за счет различных коэффициентов расширения, которыми характеризуются эти материалы.

Электромагнитный клапан предназначен для использования в системах вентиляции топливных баков транспортных средств. Электромагнитный клапан содержит магнитный сердечник. На последнем предусмотрен второй резьбовой участок с наружной резьбой. Резьбовой участок при ввинчивании магнитного сердечника в корпус электромагнита формирует в каркасе катушки резьбу. Второй резьбовой участок формирует резьбу в каркасе катушки без образования стружки. Обеспечивается возможность простого регулирования магнитного сердечника и его простого с технической точки зрения стопорения от поворота. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Электромагнитный клапан, прежде всего для систем вентиляции топливных баков транспортных средств, имеющий по меньшей мере одно клапанное отверстие и клапанный элемент (27), который взаимодействует с указанным по меньшей мере одним клапанным отверстием, управляя его открытием и закрытием, и который расположен напротив магнитного сердечника (15) электромагнита (13), образуя его якорь, при этом катушка (16) возбуждения расположена на каркасе (17), который расположен в корпусе (14) электромагнита и охватывает магнитный сердечник (15), и в корпусе (14) электромагнита предусмотрена резьба (19), в которую наружной резьбой ввинчен первый резьбовой участок (21) магнитного сердечника (15), отличающийся тем, что на магнитном сердечнике (15) предусмотрен второй резьбовой участок (35) с наружной резьбой, который при ввинчивании магнитного сердечника (15) в корпус (14) электромагнита формирует в каркасе (17) катушки резьбу.2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что второй резьбовой участок (35) формирует резьбу в каркасе (17) катушки без образования стружки.