DE102008015147A1

DE102008015147A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102008015147A1
Application number: DE102008015147A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2009-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, dessen Druckfeder (14) besonders kompakt im Federanschlag (8) aufgenommen ist und dessen Magnetanker (4) mittels des Federanschlags (8) präzise im Ventilgehäuse geführt ist, wozu der Federanschlag (8) abschnittsweise aus einem Rohrabschnitt (2) des Ventilgehäuses hervorsteht und sich in eine Ausnehmung (20) des Magnetankers (4) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Elektromagnetventil der angegebenen Art ist bereits aus der Patentanmeldung EP 1819566 A1 bekannt. Dieses Elektromagnetventil weist einen mit einem Magnetanker verbundenen Stößel auf, der sich durch einen hülsenförmigen, im Ventilgehäuse fixierten Federanschlag auf einen Ventilsitz erstreckt. Der Federanschlag dient zur Einstellung einer zwischen dem Federanschlag und dem Magnetanker angeordneten Druckfeder.
Das Elektromagnetventil hat den Nachteil, dass der Federanschlag hinsichtlich seiner maximalen Höhe begrenzt ist, um zur Aufnahme der Druckfeder im Ventilgehäuse einen ausreichenden Abstand zum Magnetanker zu gewährleisten. Durch die Beschränkung der maximalen Höhe des Federanschlags beschränkt sich die zur Fixierung des Federanschlags im Ventilgehäuse mögliche Haltekraft in Abhängigkeit von Fertigungstoleranzen für die gewählte Presspassung. Ein weiterer Nachteil der gewählten Ventilkonstruktion ist darin zu sehen, dass der Magnetanker präzise entlang seiner Außenkontur im Ventilgehäuse geführt werden muss, wodurch ungünstige Reibverhältnisse entstehen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Folgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Längsschnitt hervor.
Es zeigt die 1 ein Elektromagnetventil mit den erfindungsgemäßen Merkmalen zum speziell ausgestalteten Federanschlag 8. Bevor jedoch auf die Einzelheiten der erfindungswesentlichen Merkmale eingegangen wird, soll zunächst der Gesamtaufbau des Elektromagnetventils erklärt werden.
Das aus der 1 ersichtliche Elektromagnetventil weist in einem Hauptkanal 25 ein Ventilschließglied 13 auf, das auf einen Ventilsitz 15 gerichtet ist. Abhängig von der offenen Stellung des Ventilschließgliedes 13 ist somit eine direkte hydraulische Verbindung zwischen den in ein Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen 18, 19 herstellbar. Das Ventilgehäuse besteht aus einem den Magnetfluss leitenden Rohrabschnitt 2, an dem ein den Magnetfluss nicht leitender Hülsenabschnitt 1 befestigt ist, der an seinem vom Rohrabschnitt 2 abgewandten offenen Ende erfindungsgemäß von einem den Magnetfluss leitenden dom- bzw. kappenförmigen Endabschnitt 5 verschlossen ist. Auf dem Rohrabschnitt 2 ist eine in einem Jochkörper 6 aufgenommene Magnetspule 16 aufgesetzt. Das Ventilschließglied 13 ist zur elektromagnetischen Betätigung über einen Stößel 26 mit einem innerhalb des Ventilgehäuses axial beweglichen Magnetanker 4 verbunden, der unter der Wirkung einer Druckfeder 14 in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung das Ventilschließglied 13 vom Ventilsitz 15 abgehoben hält, wodurch die Verbindung zwischen den in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen 18, 19 hergestellt ist.
Der dom- oder topfförmige Endabschnitt 5 ist zweckmäßigerweise als separates Bauteil ausgeführt ist, welches kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Hülsenabschnitt 1 verbunden ist. Durch diese Maßnahme stellt der Hülsenabschnitt 1 im Bereich des Endabschnitts 5 für den Magnetkreis keinen magnetischen Widerstand dar, wodurch sich der Wirkungsgrad des Magnetkreises signifikant verbessert.
Folglich kontaktiert der Jochkörper 6 nicht nur unterhalb der Hülsenabschnitt 1 das Ventilgehäuse direkt radial, sondern auch ebenso im Bereich des magnetisierbaren Endabschnitts 5, womit die maximale Länge L1 der Hülsenabschnitt 1 durch den Abstand A zwischen einer ersten, am Endabschnitt 5 anliegenden radialen Kontaktstelle K1 des Jochkörpers 6 und einer zweiten, am Rohrabschnitt 2 anliegenden radialen Kontaktstelle K2 bestimmt ist.
Der Magnetanker 4 weist an seiner dem topf- oder domförmig geschlossenen Endabschnitt 5 zugewandten Stirnfläche einen axialen Luftspalt 21 auf, in dem eine den Magnetfluss nicht leitende Scheibe 28 angeordnet ist, sodass der Magnetanker 4 unter der Wirkung der Druckfeder 14 den Boden des Endabschnitts 5 nicht unmittelbar kontaktiert. Hierdurch wird ein die elektromagnetische Betätigung des Magnetankers 4 störender Magnetfluss zwischen der Stirnfläche des Magnetankers 4 und dem Boden am Endabschnitt 5 zuverlässig verhindert.
Weiterhin sind am Rohrabschnitt 2 und dem Endabschnitt 5 schmale Fortsätze 7 angeformt, die sich in die beiden offenen Enden des Hülsenabschnitts 1 diametral erstrecken. Die Fortsätze 7 sind mittels einer Schweißverbindung, vorzugsweise mittels Laserschweißung an dem Hülsenabschnitt 1 befestigt.
Der Hülsenabschnitt 1 weist zur Vermeidung magnetischer Eigenschaften ein austenitisches Werkstoffgefüge auf, während der Rohrabschnitt 2 und der Endabschnitt 5 zur möglichst guten Magnetflussleitung aus einem ferritischen Werkstoff bestehen. Diese Werkstoffkombination hat zur Folge, dass durch die Schweißverbindung des Rohrabschnitts 2 und des Endabschnitts 5 am Hülsenabschnitt 1 die Fortsätze 7 ein austenitisches sowie ferritisches Mischgefüge aufweisen, deren geringe Magnetisierbarkeit infolge des austenitischen Gefügeanteils einen unerwünschten Magnetflusses in diesem Bereich verhindert. Fertigungstechnisch besonders günstig sind der Rohrabschnitt 2, der Magnetanker 4 und der Endabschnitt 5 als Kaltschlagteile, hingegen die Hülsenabschnitt 1 und der Jochkörper 6 als Tiefziehteile ausgebildet.
Um außer einer für den Magnetkreis möglichst günstigen radialen Kontaktierung des Jochkörpers 6 am Ventilgehäuse auch die bei der Erregung der Magnetspule 16 entstehende Wärme optimal über das Ventilgehäuse in den Ventilaufnahmekörper 11 ableiten zu können, stützt sich der Jochkörper 6 im Bereich der zweiten Kontaktstelle K2 zur großflächigen Wärmeeinleitung in den Rohrabschnitt 2 an einer aus der Ventilaufnahmebohrung 12 hervorstehenden Gehäusestufe 10 des Rohrabschnitts 2 axial ab. Zwecks Befestigung im Ventilaufnahmekörper 11 weist der Rohrabschnitt 2 unterhalb der Gehäusestufe 10 einen Kragen 9 auf, der durch Kaltschlagen oder Fließpressen hergestellt ist.
Gemeinsam mit dem Kragen 9 und der Gehäusestufe 10 ist der Fortsatz 7 in einem einzigen Arbeitsgang durch Kaltschlagen oder Kaltfließpressen des Rohrabschnitts 2 kostengünstig in einer einteiligen homogenen Bauweise mit einer für Proportionalmagnete typischen Magnetpolkontur hergestellt. Hingegen ist der Jochkörper 6 vorteilhaft zweiteilig aus Dünnblech hergestellt, bestehend aus einem auf dem Rohrabschnitt 2 aufgesetzten, durch Tiefziehen hergestellten Gehäusetopf 6' und einem den Endabschnitt 5 und den Rand des Gehäusetopfs 6' kontaktierenden Scheibe 6'', die durch Stanzen mit minimalem Fertigungsaufwand hergestellt ist. Die Magnetspule 16 ist in den Gehäusetopf 6' eingesetzt, der mit dem Topfboden an der Gehäusestufe 10 anliegt, bevor die Scheibe 6'' oberhalb der Magnetspule 16 in den Gehäusetopf 6' eingepresst wird.
Ferner geht als weitere Einzelheit des in 1 abgebildeten Elektromagnetventils ein als X-Ring ausgebildetes Rückschlagventil 22 hervor, das entweder differenzdruckabhängig an einem von unten in den Rohrabschnitt 2 eingepressten Plattenfilter 27 oder an einer Dichtscheibe 23 und der dazu horizontal verlaufenden Gehäusewand anliegt, die auf einem am unteren Abschnitt des Rohrabschnitts 2 eingepressten Ventilsitzkörper 3 aufgepresst ist. Zwischen der Dichtscheibe 23 und dem von unten in den Rohrabschnitt 2 eingepressten Ventilsitzkörper 3 verbleibt ein Durchlass 24, der sich in einem Bypass zum Hauptkanal 25 befindet.
In der 1 ist links zur Körpersymmetrielinie das Rückschlagventil 22 mit der Dichtscheibe 23 in der hydraulisch angehobenen Ventilschließstellung gezeigt. Die geöffnete Stellung des Rückschlagventils 22 geht rechts zur Körpersymmetrielinie aus 1 hervor.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine möglichst kompakte Integration der Druckfeder 14 im Ventilgehäuse aus, wozu die Druckfeder 14 abschnittsweise im Federanschlag 8 aufgenommen ist. Baulich lässt sich dies besonders günstig umsetzten, indem der Federanschlag 8 aus einer dünnwandigen Hülse und einem scheibenförmigen Boden 17 gebildet ist, sodass sich an dem Boden 17 die Druckfeder 14 mit ihrem vom Magnetanker 4 abgewandten Ende nach dem abschnittsweisen Einführen in die Hülse abstützen kann. Die Integration der Druckfeder 14 im Federanschlag 8 erlaubt eine große Bauhöhe des Federanschlags 8, womit sich durch die gewählte Bauform des Federanschlags 8 vorteilhaft ein großflächiger Kontaktbereich im Rohrkörper 2 zur Übertragung und Aufnahme der zur Justierung des Federanschlags 8 erforderlichen Haltekraft ergibt.
Darüber hinaus erlaubt die gewählte Bauform des Federanschlags 8, dass zur präzisen Führung des Magnetankers 4 im Ventilgehäuse der Magnetanker 4 unmittelbar mit dem Federanschlag 8 zusammenwirkt, wozu der Federanschlag 8 den Magnetanker 4 kontaktiert. Dies geschieht in einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung dadurch, dass der Federanschlag 8 aus dem Rohrabschnitt 2 oben hervorsteht und sich in eine Ausnehmung 20 des Magnetankers 4 erstreckt, sodass der Magnetanker 4 auf dem Federanschlag 8 eine Innenzentrierung aufweist.
Im Ergebnis ragt somit der erfindungsgemäße Federanschlag 8 als dünnwandige Hülse aus einem dickwandigen Rohrabschnitt 2 des Ventilgehäuses hervor, um sich zur Zentrierung und Führung des Magnetankers 4 in die dem Rohrabschnitt 2 zugewandte Ausnehmung 20 des Magnetankers 4 zu erstrecken.
Um eine möglichst kompakte Federanordnung zu gewährleisten, weist zur Aufnahme der Druckfeder 14 im Federanschlag 8 der Federanschlag 8 eine topfförmige Kontur mit einer Zentrieröffnung im Boden 17 auf, durch die der Stößel 26 präzise in Richtung auf den Ventilsitzkörper 3 hindurchgeführt ist. Die Aufnahme der Druckfeder 14 im Federanschlag 8 hat den Vorteil, dass die Druckfeder 14 im Federanschlag 8 über eine Teillänge äußerst kompakt integriert und radial geführt ist.
Zur Einstellung der Vorspannkraft der Druckfeder 14 erlaubt der erfindungsgemäße Federanschlag 8 im Rohrabschnitt 2 eine einfach herzustellende Presspassung, wozu durch das Verschieben des infolge seiner Bauform großzügig bemessenen Federanschlags 8 im Rohrabschnitt 2 eine einfache und präzise Federjustierung erfolgt. Hingegen weist der Federanschlag 8 in der dem Rohrabschnitt 2 zugewandten Ausnehmung 20 des Magnetankers 4 eine mit geringem Laufspiel versehene Passung auf, wodurch eine reibungsarme, präzise Führung des Magnetankers 4 auf dem hülsenförmigen Federanschlag 8 gewährleistet ist.
Der Federanschlag 8 ist aus einem vorzugsweise im Tiefziehverfahren hergestellten, den Magnetfluss nicht leitendes Dünnblech hergestellt, womit ein von der Größe der magnetischen Erregung unabhängiges Gleiten des Magnetankers 4 auf dem Federanschlag 8 möglich ist. Zur Herstellung des Federanschlags 8 eignet sich besonders gut ein austenitischer Werkstoff.
Ferner ist zur Vermeidung eines unerwünschten magnetischen Klebens am kappenförmigen, den Magnetfluss leitenden Hülsenabschnitt 1 des Ventilgehäuses eine den Magnetfluss nicht leitende Scheibe 28 zwischen der Oberseite des Magnetankers 4 und der Horizontalfläche des Hülsenabschnitts 1 angeord net, die entweder am Hülsenabschnitt 1 oder am Magnetanker 4 fixiert ist. Hierzu ist auch die Scheibe 28 ebenso wie der Federanschlag 8 aus einem austenitischen Werkstoff hergestellt.
Wie aus 1 erkennbar ist, sind sämtliche Bauteile des Elektromagnetventils rotationssymmetrisch ausgeführt sowie zur Ventillängsachse zentralsymmetrisch ausgerichtet.

1: Hülsenabschnitt
2: Rohrabschnitt
3: Ventilsitzkörper
4: Magnetanker
5: Endabschnitt
6: Jochkörper
7: Fortsatz
8: Federanschlag
9: Kragen
10: Gehäusestufe
11: Ventilaufnahmekörper
12: Ventilaufnahmebohrung
13: Ventilschließglied
14: Druckfeder
15: Ventilsitz
16: Magnetspule
17: Boden
18: Druckmittelkanal
19: Druckmittelkanal
20: Ausnehmung
21: Luftspalt
22: Rückschlagventil
23: Stützscheibe
24: Durchlass
25: Hauptkanal
26: Stößel
27: Plattenfilter
28: Scheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1819566 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, mit einem Ventilgehäuse, einem Magnetanker und einer Druckfeder, die zwischen einem im Ventilgehäuse vorzugsweise reibschlüssig fixierten Federanschlag und dem Magnetanker angeordnet ist, um in der elektromagnetisch nicht erregten Stellung eines Ventilschließgliedes durch die Freigabe eines Ventilsitzes eine Verbindung zwischen wenigstens zwei in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen herzustellen, sowie mit einer Magnetspule zur Betätigung des Ventilschließgliedes in eine den Ventilsitz verschließenden Schaltstellung, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (14) abschnittsweise im Federanschlag (8) aufgenommen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federanschlag (8) aus einer Hülse mit einem scheibenförmigen Boden (17) gebildet ist, und dass sich an der Innenfläche des Bodens (17) die Druckfeder (14) mit ihrem vom Magnetanker (4) abgewandten Ende abstützt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des Magnetankers (4) im Ventilgehäuse der Magnetanker (4) vom Federanschlag (8) kontaktiert ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Federanschlag (8) in eine Ausnehmung (20) des Magnetankers (4) erstreckt, wobei der Magnetanker (4) auf dem Federanschlag (8) eine Innen zentrierung aufweist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federanschlag (8) in Richtung des Magnetankers (4) aus einem Rohrabschnitt (2) des Ventilgehäuses hervorsteht und sich zur Magnetankerzentrierung in eine Ausnehmung (20) des Magnetankers (4) erstreckt.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der Druckfeder (14) im Federanschlag (8) der Federanschlag (8) eine topfförmige Kontur mit einer Zentrieröffnung im Boden (17) aufweist, durch die ein mit dem Ventilschließglied (13) und dem Magnetanker (4) verbundener Stößel (26) im Rohrabschnitt (2) zentriert ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (14) im Federanschlag (8) über eine Teillänge radial geführt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federanschlag (8) im Rohrabschnitt (2) eine Presspassung und in der dem Rohrabschnitt (2) zugewandten Ausnehmung (20) des Magnetankers (4) eine Laufspielpassung aufweist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federanschlag (8) aus einem vorzugsweise im Tiefziehverfahren hergestellten, den Magnetfluss nicht leitendes Dünnblech hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Federanschlag (8) aus einem austenitischen Werkstoff besteht.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diametral zum Federanschlag (8) zwischen dem Magnetanker (4) und einem den Magnetfluss leitenden Hülsenabschnitt (1) des Ventilgehäuses eine den Magnetfluss nicht leitende Scheibe (28) angeordnet ist, die entweder am Hülsenabschnitt (1) oder am Magnetanker (4) fixiert ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (28) aus einem austenitischen Werkstoff hergestellt ist.