DE10057561A1

DE10057561A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE10057561A1
Application number: DE10057561A
Authority: DE
Inventors: Diogenes Perez-Cuadro
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2000-08-05
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2002-02-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse (7) axial beweglich angeordneten und eine Druckmittelverbindung im Ventilgehäuse (7) steuernden Ventilschließglied (6), das an einem Magnetanker (1) angebracht ist sowie mit einem hydraulisch betätigbaren, axial beweglich zum Ventilschließglied (6) im Ventilgehäuse (7) angeordneten Ventilkolben (5), der eine Blendenbohrung (4) aufweist, die in Reihe zu einem vom Ventilschließglied (6) zu verschließenden Ventilsitz (14) gelegen ist, mit einem ersten und einem zweiten Druckmittelkanal (2, 3), die beide in der Grundstellung des Ventilkolbens (5) drosselfrei miteinander verbunden sind, sowie mit einem weiteren, vom Ventilkolben (5) zu verschließenden Druckmitteldurchlass (21). Der Druckmitteldurchlass (21) ist zwischen dem Ventilkolben (5) und einem dünnwandigen, spanlos umgeformten Ventilgehäusetopf (13) angeordnet, dessen Innendurchmesser an den Außendurchmesser des rohrförmigen Ventilghäuses (7) angepasst ist und dessen Außendurchmesser an den Innendurchmesser eines auf den Ventilgehäusetopf (13) angeordneten Filtertopf (18) angepasst ist, der aus einem Kunststoff besteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 198 08 625 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil hervorgegangen, das mit einem axial beweglich im Ventilge häuse angeordneten Ventilschließglied versehen ist, welches an einem Magnetanker angebracht ist. Ferner ist im Ventilge häuse ein hydraulisch betätigbarer, axial beweglicher Ven tilkolben angeordnet, der an einem ersten Ventilsitz im Ven tilgehäuse anlegbar ist. Der Ventilkolben weist eine Blen denbohrung auf, die in Reihe zu einem vom Ventilschließglied zu verschließenden weiteren Ventilsitz gelegen ist. Das Ven tilgehäuse weist ferner einen ersten und zweiten Druckmit telkanal auf, die in der Grundstellung des Ventilkolbens über den ersten Ventilsitz drosselfrei und in der elektroma gnetischen Ventilschaltstellung über die Blendenbohrung im weiteren Ventilsitz drosselbehaftet miteinander verbunden sind.

Das Ventilgehäuse besteht aus einem dickwandigen Drehteil, um als Verstemmstempel die Einpresskraft aufnehmen zu kön nen, wobei im unteren Bereich des Drehteils ein Rückschlag ventil, ein Stabfilter und die zugehörigen Druckmittelan schlüsse vorgesehen sind. Diese Konstruktion erfordert zwangsläufig aufwendige Herstellmaßnahmen und einen erhebli chen Platzbedarf.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der eingangs genannten Art mit möglichst geringem Aufwand kostengünstig und kleinbauend herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetven til der gattungsbildenden Art mit den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 hervor.

Die Fig. 1 zeigt in erheblich vergrößerter Darstellung ein in einem blockförmigen Ventilträger 19 eingesetztes Elektro magnetventil, dessen Ventilgehäuse 7 in Patronenbauweise ausgeführt ist, das ein stößelförmiges Ventilschließglied 6 aufnimmt, welches mittels einer Pressverbindung an einem Ma gnetanker 1 befestigt ist, der in einer dornförmig geschlos senen Ventilhülse 20 geführt ist. Unterhalb der das Ventil gehäuse 7 verschließenden Ventilhülse 20 befindet sich in einer Stufenbohrung des Ventilgehäuses 7 ein hülsenförmiger, vorzugsweise durch Tiefziehen hergestellter Ventilkolben 5, der in der Stufenbohrung spielbehaftet geführt ist und der im Trichterbereich mit einer Blendenbohrung 4 versehen ist. Die Blendenbohrung 4 befindet sich in Reihe zu einem vom Ventilschließglied 6 zu verschließenden kegelförmigen Ven tilsitz 14. Am Wandungsumfang der Stufenbohrung ist zumin dest eine großzügig dimensionierte Längsnut 15 eingelassen, die unabhängig von der Stellung des Ventilkolbens 5 eine Druckmittelverbindung zwischen dem unterhalb und dem ober halb des Ventilkolbens 5 im Ventilgehäuse 7 gelegenen Druck mittelraums gewährleistet.

In der elektromagnetisch nicht erregten, abbildungsgemäßen Grundstellung befindet sich der Magnetanker 1 in einer Stel lung, in der die Blendenbohrung 4 im Ventilkolben 5 vom Ven tilschließglied 6 verschlossen ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zur drosselfreien Ver bindung zweier Druckmittelkanäle 2, 3 ein vom Ventilkolben 5 verschließbarer Druckmitteldurchlass 21 in einem hülsenför migen Ventilgehäusetopf 13 angeordnet ist. Der Druckmittel durchlass 21 ist in der gezeigten Grundstellung freigegeben, da durch die Druckfeder 8 der Ventilkolben 5 vom weiteren Ventilsitz 17 an der Umformstufe des Ventilgehäusetopfs 13 weggedrückt ist. Der Ventilgehäusetopf 13 ist als dünnwandi ges Tiefziehteil im Innendurchmesser an den Außendurchmesser des rohrförmigen Ventilgehäuses 7 als auch mit seinem Außen durchmesser an den Innendurchmesser eines auf dem Ventilge häusetopf 13 angeordneten Filtertopfs 18 angepasst. Der Ven tilgehäusetopf 13 übernimmt die Funktion eines Verbindungse lementes zwischen dem rohrförmigen Ventilgehäuse 7 und dem Filtertopf 18, so dass eine verblüffend einfache Steckver bindung zustande kommt, die vor dem Verstemmen des Ventilge häuses 7 im blockförmigen Ventilträger 19 eine Vormontage und Funktionsprüfung des Ventilkolbens 5 im Ventilgehäuse 7 ermöglicht.

Der aus einem Kunststoffspritzteil hergestellte Filtertopf 18 nimmt den außermittig angeordneten vertikal verlaufenden Druckmittelkanal 2 und den gleichfalls außermittig angeord neten, jedoch horizontal verlaufenden Druckmittelkanal 3 auf. Der Boden des Filtertopfs 18 weist in zentraler Lage die Bypassbohrung 16 auf, die zur Aufnahme eines Kugelrück schlafventils 10 als Stufenbohrung ausgeführt ist. Unterhalb des Kugelrückschlagventils 10 ist am Boden des Filtertopfs 18 ein Plattenfilter 25 eingepresst, über den ein Ventilein gang in Richtung des Druckmittelkanals 2 und des Kugelrück schlagventils 10 besteht, wobei das Kugelrückschlagventil 10 durch die Stützwirkung des Plattenfilters 15 sicher positio niert ist. Am Umfang des Filtertopfs 18 ist ein Ringfilter 24 angeordnet, der den horizontalen, in Richtung des Ven tilausgangs gerichteten Druckmittelkanal 3 überdeckt. Der Filtertopf 18 hat somit die Aufgabe, den Ring- und Platten filter 24, 25 als auch das Kugelrückschlagventil 10 zu tra gen, sowie herstelltechnisch durch das Kunststoffspritzen die Druckmittelkanäle 2, 3 und die Bypassöffnung 16 aufzu nehmen. Der Filtertopf 18 bildet somit wie der Ventilgehäu setopf 13 eine vormontierte, funktionstechnisch vorprüfbare Unterbaugruppe des Elektromagnetventils, die als Steckmodul am Ventilgehäusetopf 13 befestigt ist.

Zur sicheren Befestigung des Ventilgehäusetopfs 13 im Ven tilträger 19 weist diese einen radial abgekröpften Rand 26 auf, der sich beim Einfügen des vormontierten Elektromagnet ventils in den Ventilträger 19 an einer Bohrungsstufe ab stützt, die gleichfalls die über einen Bund 27 am Ventilge häuse 7 und den Rand 26 übertragene Verstemmkraft aufnimmt.

In einer elektromagnetisch erregten Stellung des Magnetan kers 1 ist durch die nach unten gerichtete Hubbewegung des Ventilschließgliedes 6 nicht nur die Blendenbohrung 4 ver schlossen, sondern auch der weitere Druckmitteldurchlass 21, da das Ventilschließglied 6 den vorgeordneten Ventilkolben 5 auf die den Druckmitteldurchlass 21 bestimmenden unteren Ventilsitz 17 im Ventilgehäusetopf 13 drückt.

Sobald die elektromagnetische Erregung des Magnetankers durch Abschalten des spulenseitigen Erregerstroms unterbro chen wird, drückt die zwischen dem Ventilgehäuse 7 und dem Magnetanker 9 eingespannte Magnetankerrückstellfeder 9 den Magnetanker 1 in die abbildungsgemäße Grundstellung zurück, während der Ventilkolben 5 unter Wirkung einer hydraulischen Schließkraft an der den weiteren, drosselfreien Druckmittel durchlass 21 bestimmenden Ventilsitz 17 an der Gehäusestufe des Ventilgehäusetopfs 13 druckmitteldicht verharrt. Damit ist abweichend von der Darstellung nach Fig. 1 nunmehr die Blendenbohrung 4 vom Ventilschließglied 6 freigegeben, so dass ein Druckausgleich zwischen dem unterhalb und oberhalb des Ventilkolbens 5 befindlichen Druckmittelvolumens aus schließlich über die Blendenbohrung 4 aus Richtung des er sten Druckmittelkanals 2 zum zweiten Druckmittelkanal 3 er folgt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gelangt somit Druckmittel über den ersten, axial in das Ventilgehäuse 7 einmündenden Druckmittelkanal 2 in den unterhalb der Längs nut 15 im Ventilgehäusetopf 13 gelegenen Druckmittelraum und über die Längsnut 15 drosselfrei in den oberhalb der Längs nut 15 gelegenen größeren Hohlraum, der wie zuvor beschrie ben über die offene Blendenbohrung 4 eine hydraulische Ver bindung zum zweiten, im Filtertopf 18 angeordneten Druckmit telkanal 3 herstellt. Demnach besteht durch den ventilkol benseitigen Verschluss des Druckmitteldurchlasses 21 und durch das hydraulische Anpressen des kegelförmigen Rück schlagventils 10 in die im Filtertopf 18 zentral angeordnete Bypassbohrung 16 ausschließlich über die Blendenbohrung 4 und den Druckmitteldurchgangsöffnungen im Ventilgehäusetopf 13 eine Verbindung beider Druckmittelkanäle 2, 3.

Nach einem hydraulischen Druckausgleich über die offene Blendenbohrung 4 wird der weitere, drosselfreie Druckmittel durchlass 21 unter Wirkung einer am Ventilkolben 5 anliegen den Druckfeder freigegeben, wobei der Ventilkolben 5 am Ven tilschließglied 6 wieder in seine ursprüngliche abbildungs gemäße Position gelangt und die Blendenbohrung 4 ver schließt. Die in Richtung des Ventilschließgliedes 6 wirksa me Druckfeder 8 weist vorzugsweise eine wesentlich kleinere Vorspannkraft auf als die dem Magnetanker 1 in Grundstellung positionierende Magnetankerrückstellfeder 9.

Diese Auslegung hängt jedoch wesentlich von dem Verwendungs zweck der erläuterten Ventilausführung ab. Es ist deshalb bei Verwendung des o. g. Ventils für eine schlupfgeregelte Bremsanlage denkbar, dass zur Regelung des Radbremsdrucks in der Vorderradbremse die Kraft der Druckfeder 8 an die Vor spannkraft der Magnetankerrückstellfeder 9 auf einen relativ kleinen Wert von beispielsweise 5 Newton angepasst ist, wäh rend mittels der vorgenannten Ventilbauart für die Regelung des Radbremsdrucks in der Hinterradbremse die Kraft der Druckfeder 8 ein mehrfaches, beispielsweise das siebenfache der Kraft der oben erwähnten Magnetankerrückstellfeder 9 be trägt. Beide Federn 8, 9 wirken somit in jedem Fall entgegen der Magnetankerkraft. Ferner wird deutlich, dass im be schriebenen Anwendungsfall für eine radschlupfgeregelte Bremsanlage bei einer Vollbremsung mit entsprechend hoher Auslösegeschwindigkeit die Druckfeder 8 derart ausgelegt ist, dass ein unerwünschtes, sogähnliches Zuziehen und damit das unbeabsichtigte Schließen des Druckmitteldurchlasses 21 mittels des Ventilkolbens 5 verhindert wird. Hingegen ist die Magnetankerrückstellfeder 9 selbst unter fluidischem Hochdruck von etwa 300 bar in der Lage, den Magnetanker 1 in der Grundstellung zu positionieren. Aus der Zeichnung geht hervor, dass der Magnetanker 1, das Ventilgehäuse 7 mit dem Ventilgehäusetopf 13 und dem daran befestigten Filtertopf 18, das Ventilschließglied 6, der Ventilkolben 5, die Magne tankerrückstellfeder 9 und die Druckfeder 8 koaxial zueinan der und in weitgehend rotationssymmetrischer Ausführung an geordnet sind.

Das patronenförmige Ventilgehäuse 7 in Verbindung mit dem Ventilgehäusetopf 13 ist somit zweiteilig ausgeführt, um ei ne entsprechende Vormontage und Vorprüfung der Teile, insbe sondere des Ventilkolbens 5 und der Druckfeder 8 zu ermögli chen. Dementsprechend befindet sich der tiefgezogene, hül senförmige Ventilkolben 5 in dem oberen Gehäuse (Ventilgehäuse 7) entlang der durch die Längsnut 15 unter brochenen Mantelfläche, während das untere Ventilgehäuse als Ventilgehäusetopf 13 lediglich die Reaktionskraft der Druck feder 8 aufnimmt und den Filtertopf 18 trägt.

In vorliegendem Ausführungsbeispiel steht die Bypassbohrung 16 als auch der Druckmittelkanal 2 über einem Plattenfilter 25 am Boden des Filtertopf 18 mit einer Druckmittelquelle in Verbindung, die bei Verwendung des Elektromagnetventils für eine radschlupfgeregelte Bremsanlage dem Bremsdruckgeber entspricht. Der horizontal aus dem Filtertopf 18 gerichtete Druckmittelanschluss 3 wäre bei vorliegendem Anwendungsfall entsprechend mit den radschlupfgeregelten Radbremsen verbun den, womit das vorgeschlagene Elektromagnetventil die Funk tion eines stromlos offen geschalteten, druckmodulierenden Einlassventils übernimmt, das mittels des baulich als auch funktionell erläuterten Ventilkolbens 5 ein geräuschredu ziertes Blendenventil bildet.

Bezugszeichenliste

1

Magnetanker

2

Druckmittelkanal

3

Druckmittelkanal

4

Blendenbohrung

5

Ventilkolben

6

Ventilschließglied

7

Ventilgehäuse

8

Druckfeder

9

Magnetankerrückstellfeder

10

Kugelrückschlagventil

11

12

13

Ventilgehäusetopf

14

Ventilsitz

15

Längsnut

16

Bypassbohrung

17

Ventilsitz

18

Filtertopf

19

Ventilträger

20

Ventilhülse

21

Druckmitteldurchlass

22

Druckmitteldurchgangsöffnung

23

Druckmitteldurchgangsöffnung

24

Ringfilter

25

Plattenfilter

26

Rand

27

Bund

Claims

1. Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten und eine Druckmittelver bindung im Ventilgehäuse steuernden Ventilschließglied, das an einem Magnetanker angebracht ist sowie mit einem hydraulisch betätigbaren, axial beweglich zum Ventil schließglied im Ventilgehäuse angeordneten Ventilkol ben, der eine Blendenbohrung aufweist, die in Reihe zu einem vom Ventilschließglied zu verschließenden Ventil sitz gelegen ist, mit einem ersten und einem zweiten Druckmittelkanal, die beide in der Grundstellung des Ventilkolbens drosselfrei miteinander verbunden sind, sowie mit einem weiteren, vom Ventilkolben zu ver schließenden Druckmitteldurchlass, dadurch gekennzeich net, dass der Druckmitteldurchlass (21) zwischen dem Ventilkolben (5) und einem dünnwandigen, spanlos umge formten Ventilgehäusetopf (13) angeordnet ist, dessen Innendurchmesser an den Außendurchmesser des rohrförmi gen Ventilgehäuses (7) angepasst ist und dessen Außen durchmesser an den Innendurchmesser eines auf den Ven tilgehäusetopf (13) angeordneten Filtertopf (18) ange passt ist, der aus einem Kunststoff besteht.

2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Ventilgehäuse (7) mit dem Ventilkol ben (5) und dem Ventilgehäusetopf (13) zu einer vormon tierten, funktionsfähigen Baugruppe zusammengefasst ist.

3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Filtertopf (18) aus einem im In nendurchmesser abgestufen Kunststoffspritzteil besteht, das mittels einer Pressverbindung auf den Ventilgehäu setopf (13) befestigt ist.

4. Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Filtertopf (18) am Außenumfang einen Ringfilter (24) und am Boden des Filtertopf (18) einen Plattenfilter (25) aufweist, wobei der Plattenfilter (25) einerseits einen vertikal sowie außermittig im Filtertopf (18) eingespritzten Druckmittelkanal (2) und andererseits eine eingespritzte Bypassbohrung (16) mit einem Kugelrückschlagventil (10) überdeckt, und dass der Ringfilter (24) einen horizontal im Filtertopf (18) eingespritzten Druckmittelkanal (3) überdeckt, der so wohl eine permanente Verbindung zur Bypassbohrung (16) als auch über eine zentrale im Boden des Ventilgehäuse topfs (13) angeordnete Druckmitteldurchgangsöffnung (22) zu dem zwischen dem Ventilkolben (5) und dem Ven tilgehäusetopf (13) gelegenen Druckmitteldurchlass (21) aufweist.