DE10154257A1

DE10154257A1 - Solenoid valve

Info

Publication number: DE10154257A1
Application number: DE10154257A
Authority: DE
Inventors: Peter Volz
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2003-02-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem Federelement (4) in einem Ventilgehäuse (1), dessen erstes Federende (4a) am Stößel eines Magnetankers (5) und dessen zweites Federende (4b) an einem Anschlag (10) im Ventilgehäuse (1) abgestützt ist. Durch die gewählte Anordnung des Federelements (4) wird die Justierung des Elektromagnetventils erleichtert.The invention relates to an electromagnetic valve with a spring element (4) in a valve housing (1), the first spring end (4a) of which is located on the plunger of a magnet armature (5) and the second spring end (4b) of which is connected to a stop (10) in the valve housing (1). is supported. The selected arrangement of the spring element (4) facilitates the adjustment of the electromagnetic valve.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a solenoid valve according to the Preamble of claim 1.

Aus der DE 100 16 599 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil der gattungsbildenden Art bekannt, das für die analoge Betätigung im Luftspalt zwischen dem Magnetkern und dem Magnetanker ein Federelement aufweist, das infolge der gewählten Lage nicht justiert werden kann. Ferner beschränkt die gewählte Anordnung des Federelements die Gestaltungsfreiheit für den Luftspalt. Da die für die Magnetkraft und das Federelement charakteristischen Kennlinien durch die Herstellungstoleranzen der Einzelteile erheblich beeinflußt werden, bedarf es einer äußerst präzisen mechanischen Fertigung oder dem Einsatz von Drucksensoren und komplexen elektronischen Regelkreisen, um die gewünschte Ventilcharakteristik einstellen zu können. A solenoid valve is already known from DE 100 16 599 A1 the generic type known for the analog Actuation in the air gap between the magnetic core and the Magnetic armature has a spring element, which as a result of the selected Location cannot be adjusted. Furthermore, the selected arrangement of the spring element the freedom of design for the air gap. Because that for the magnetic force and that Characteristic curves by the spring element Manufacturing tolerances of the individual parts are significantly influenced, requires an extremely precise mechanical production or the use of pressure sensors and complex electronic Control loops to achieve the desired valve characteristics to be able to adjust.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der gattungsbildenden Art unter Beibehaltung eines möglichst einfachen Aufbaus derart zu verbessern, dass die genannten Nachteile vermieden werden. It is therefore the object of the present invention to provide a Solenoid valve of the generic type below Maintaining as simple a structure as possible improve that the disadvantages mentioned are avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is inventively for a Solenoid valve of the specified type with the characteristic features of claim 1 solved.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden im folgenden anhand mehrerer Zeichnungen erläutert. Other features, advantages and possible uses of the Invention are described below with reference to several drawings explained.

Es zeigen Show it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein in der Grundstellung stromlos offenes Elektromagnetventil mit den Merkmalen der Erfindung, Fig. 1 shows a longitudinal section through a normally open in the basic position solenoid valve having the features of the invention,

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt des in Fig. 1 gezeigten Anschlags mit planarer Stirnfläche, auf der ein als Tellerfeder ausgeführtes Federelement ruht, Fig. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of the stopper shown in Fig. 1 with a planar end face, on which a spring element constructed as a disc spring rests,

Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt eines Anschlags mit trichterförmiger Stirnfläche, auf der ein als planare Ringscheibe ausgeführtes Federelement ruht, Fig. 3 is an enlarged longitudinal section of an anvil with a funnel-shaped end face, on which a spring element constructed as a planar annular disc rests,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein in der Grundstellung stromlos geschlossenes Elektromagnetventil mit einem Federelement, das zwischen einer Stufe im Ventilgehäuse und einem Absatz am Ventilstössel eingespannt ist, Fig. 4 shows a longitudinal section through a normally closed in the basic position solenoid valve with a spring element which is clamped between a step in the valve housing and a shoulder on the valve stem,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein in der Grundstellung stromlos geschlossenes Elektromagnetventil mit einem Federelement, das zwischen einem das Ventilgehäuse verschliessenden Magnetkern und einer am Magnetkern befestigten Kappe eingespannt ist, welche die Funktion des Anschlags übernimmt, Fig. 5 shows a longitudinal section through a normally closed in the basic position solenoid valve with a spring element which is clamped between a valve body closing off the magnetic core and a fixed to the magnetic core cap which takes over the function of the stopper,

Fig. 6-8 Ausgestaltungsvarianten bezüglich der in der Fig. 5 vorgestellten Kappe. Fig. 6-8 design variants with respect to the cap presented in FIG. 5.

Die Fig. 1 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch ein in der Grundstellung stromlos offenes Elektromagnetventil. Das Elektromagnetventil ist insbesondere für die Verwendung in Kraftfahrzeug-Bremsschlupfregelsystemen geeignet. Zu diesem Zweck mündet von unten in das Ventilgehäuse 1 ein mit einem Bremsdruckgeber verbundener erster Druckmittelkanal 9 ein, der in der geöffneten Ventilschaltstellung mit einem seitlich aus dem Ventilgehäuse 1 austretenden zweiten Druckmittelkanal 9 verbunden ist, der zu einer Radbremse führt. Das Elektromagnetventil weist im Wesentlichen ein aus Tiefzieh- und Drehteilen gefertigtes zweiteiliges Ventilgehäuse 1 auf, in dem ein Ventilschließglied 7 an einem Ventilstössel 14 beweglich geführt ist. Am Ventilstössel 14 ist ein Magnetanker 5 angeordnet, der in Abhängigkeit von der elektromagnetischen Erregung einer am Ventilgehäuse 1 angebrachten Ventilspule 11 eine Hubbewegung in Richtung eines im Unterteil des Ventilgehäuses 1 integrierten Magnetkerns 3 vollzieht. Eine Feder 6 mit einer linearen Kraft-/Wegkennlinie positioniert in der elektromagnetisch nicht erregten geöffneten Ventilstellung den Magnetanker 5 in einem definierten Axialabstand vom Magnetkern 3, so dass der Magnetanker 5 vom Magnetkern 3 durch einen Luftspalt 16 getrennt ist. Die Feder 6 stützt sich als Schraubenfeder in einer Stufenbohrung des Magnetkerns 3 ab. Der Magnetkern 3 bildet somit in vorliegendem Beispiel ein mit dem Unterteil des zweiteiligen Ventilgehäuses 1 einteilig ausgeführtes hohles Drehteil. Ebenso können auch der Magnetkern 3 und das Unterteil des Ventilgehäuses 1 als separate Teile in Dreh-, Tiefzieh- oder Kaltschlagtechnik ausgeführt werden. Außer der Feder 6 ist ein Federelement 4, welches einen nicht linearen, vorzugsweise progressive Federkennlinie aufweist und welches dem elektromagnetisch initiierten Hub des Magnetankers 5 ebenso wie die Feder 6 entgegenwirkt, gleichfalls im Unterteil des in einem blockförmigen Ventilträger 3 eingestemmten Ventilgehäuses 1 angeordnet. Um eine möglichst einfache Justierung des Federelements 4 im eingebauten Zustand zu gewährleisten, stützt sich das Federelement 4 mit seinem ersten Federende 4a am Ventilstössel 14 und mit seinem zweiten Federende 4b an einem Anschlag 10 im Ventilgehäuse 1 ab. Das erste Federende 4a liegt an einem am Ventilstössel 14 angebrachten Absatz 2 an, der abbildungsgemäß im erweiterten Bereich der Stufenbohrung als Ringteil radial hervorsteht. Fig. 1 shows an enlarged longitudinal section through a normally open electromagnetic valve in the basic position. The solenoid valve is particularly suitable for use in motor vehicle brake slip control systems. For this purpose, a first pressure medium channel 9 , which is connected to a brake pressure transmitter, opens into the valve housing 1 from below and, in the open valve switching position, is connected to a second pressure medium channel 9 emerging laterally from the valve housing 1 , which leads to a wheel brake. The electromagnetic valve essentially has a two-part valve housing 1 made of deep-drawn and turned parts, in which a valve closing member 7 is movably guided on a valve tappet 14 . The valve plunger 14 is a magnetic armature 5 is arranged, which performs a stroke movement in the direction of a lower part integrated in the valve housing 1 the magnet core 3 in dependence on the electromagnetic excitation of a valve housing 1 attached to the valve spool. 11 A spring 6 with a linear force / path characteristic positioned in the electromagnetically non-energized open valve position the armature 5 in a defined axial distance from the magnet core 3, so that the armature 5 from the magnet core 3 by an air gap 16 is disconnected. The spring 6 is supported as a helical spring in a stepped bore of the magnetic core 3 . In the present example, the magnetic core 3 thus forms a hollow rotating part which is made in one piece with the lower part of the two-part valve housing 1 . Likewise, the magnetic core 3 and the lower part of the valve housing 1 can also be designed as separate parts using rotary, deep-drawing or cold-blow technology. In addition to the spring 6 , a spring element 4 , which has a non-linear, preferably progressive spring characteristic and which counteracts the electromagnetically initiated stroke of the magnet armature 5 as well as the spring 6 , is likewise arranged in the lower part of the valve housing 1 caulked in a block-shaped valve carrier 3 . In order to ensure the simplest possible adjustment of the spring element 4 in the installed state, the spring element 4 is supported with its first spring end 4 a on the valve tappet 14 and with its second spring end 4 b on a stop 10 in the valve housing 1 . The first spring end 4 a bears against a shoulder 2 attached to the valve tappet 14 , which protrudes radially as an annular part in the enlarged area of the stepped bore.

Selbstverständlich kann der Absatz 2 auch als am Ventilstössel 14 abgesetzte Stösselstufe oder auch durch eine Ringnut realisiert sein. Der unterhalb des Federelements 4 angeordnete Anschlag 10 ist innerhalb des erweiterten Bereichs der Stufenbohrung in Richtung der Ventillängsachse variabel einstellbar, um eine exakte Einjustierung der Vorspannkraft des Federelements 4 zu ermöglichen. Der Anschlag 10 ist als eine in der Stufenbohrung des Ventilgehäuses 1 verschiebbare Buchse ausgeführt, durch die sich der Ventilstössel 14 mit dem am Stösselende angeformten Ventilschließglied 7 koaxial nach unten in Richtung auf einen Ventilsitz 7 erstreckt, der gleichfalls zu Einstellzwecken in einem in der Stufenbohrung axial verschiebbaren Buchsenteil angeordnet ist. Das Buchsenteil weist ein in einen Bypasskanal eingesetztes Rückschlagventil und koaxial zum Ventilsitz 8 in der Ventilsitzöffnung eine Blende auf. Of course, the paragraph 2 can also be realized as a tappet step offset on the valve tappet 14 or also by an annular groove. The stop 10 arranged below the spring element 4 can be variably adjusted within the expanded area of the stepped bore in the direction of the valve longitudinal axis in order to enable an exact adjustment of the prestressing force of the spring element 4 . The stop 10 is designed as a bushing which can be displaced in the stepped bore of the valve housing 1 , through which the valve tappet 14, with the valve closing member 7 formed on the tappet end, extends coaxially downward in the direction of a valve seat 7 , which is also axially adjustable in the stepped bore for adjustment purposes slidable socket part is arranged. The socket part has a check valve inserted into a bypass channel and a diaphragm coaxial to the valve seat 8 in the valve seat opening.

Alternativ zur bisher beschriebenen Ausführung und Anordnung des Federelements 4 kann zur Einjustierung des Federelements 4 auch der Absatz 2 als ein auf dem Ventilstössel 14 verschiebbares Ringteil ausgeführt sein, so dass sich das Federelement 4 mit seinem vom Absatz 2 abgewandten zweiten Federende 4b dann allerdings an einem festen Anschlag 10 im Ventilgehäuse 1 abstützen würde. As an alternative to the design and arrangement of the spring element 4 described so far, for the adjustment of the spring element 4 , the shoulder 2 can also be designed as a ring part that can be displaced on the valve tappet 14 , so that the spring element 4 with its second spring end 4 b facing away from the shoulder 2 then engages would support a fixed stop 10 in the valve housing 1 .

Zur Erzielung einer nicht linearen Federkennlinie ist das Federelement 4 als Ringscheibe ausgeführt, deren erstes Federende 4a der in der Ringscheibenmitte gelegene Profilinnenkante und deren zweites Federende 4b der entlang dem Ringscheibenumfang verlaufende Profilaußenkante entspricht. In order to achieve a non-linear spring characteristic, the spring element 4 is designed as an annular disc, the first spring end 4 a of which corresponds to the inner edge of the profile located in the center of the annular disc and the second spring end 4 b of which corresponds to the outer profile edge running along the circumference of the annular disc.

In den Fig. 1 und 2 ist das Federelement 4 beispielhaft als Tellerfeder ausgeführt, deren erstes Federende 4a als in der Tellerfedermitte gelegene Profilinnenkante am Absatz 2 des Ventilstössels 14 anliegt, während sich das zweite Federende 4b als entlang dem Tellerfederumfang verlaufende Profilaußenkante geneigt auf einer ebenen Stirnfläche des Anschlags 2 abstützt. Damit verbleibt zwischen dem von der ebenen Stirnfläche abstehenden Tellerfederbereich und dem Anschlag 10 ein hinreichend großer Federweg, der mindestens so groß ist wie der Hub des Ventilstössels 14. In Figs. 1 and 2, the spring element 4 is exemplified as a cup spring whose first spring end 4 a as the valve stem 14 rests in the dish spring center location profile inside edge of the heel 2, while the second end of the spring 4, b and extending along the disc spring circumferential profile outer edge inclined to a flat end face of the stop 2 is supported. This leaves a sufficiently large spring travel between the disc spring area protruding from the flat end face and the stop 10 , which is at least as large as the stroke of the valve lifter 14 .

Die Verwendung einer Tellerfeder oder eines Tellerfederpaketes hat den Vorteil, dass sich die Herstellung des als Einstellbuchse ausgeführten Anschlags 10 vereinfacht, da die dem Federelement 4 zugewandte Stirnfläche lediglich planar zu gestalten ist. The use of a plate spring or a plate spring assembly has the advantage that the manufacture of the stop 10 designed as an adjusting bushing is simplified, since the end face facing the spring element 4 can only be made planar.

Alternativ zu den Abbildungen nach den Fig. 1 und 2 wird in der Fig. 3 ein als ebene Federscheibe ausgeführtes Federelement 4 vorgestellt. Die dem Federelement 4 zugewandte Stirnfläche des Anschlags 10 ist in Richtung der Ventillängsachse trichterförmig geneigt, wobei das zweite Federende 4b des Federelement 4 am erhabenen, äußeren Bereich der Stirnfläche des Anschlags 10 anliegt, um bei der Abwärtsbewegung des Ventilstössels 14 in Richtung des Trichters so weit durchfedern zu können, dass das Ventilschließglied 7 am Ventilsitz 8 zur Anlage gelangt. As an alternative to the illustrations according to FIGS. 1 and 2, a spring element 4 designed as a flat spring washer is presented in FIG. 3. The spring element 4 facing end face of the stopper 10 is inclined in a funnel shape in the direction of the valve longitudinal axis, wherein the second spring end 4b of the spring element 4 to the raised, outer region of the end face of the stopper 10 abuts, so as during the downward movement of the valve plunger 14 in the direction of the funnel to be able to spring far that the valve closing member 7 comes into contact with the valve seat 8 .

Die nicht weit entfernt vom Ventilschließglied 7 gewählte Anordnung des Federelements 4 begünstigt die Zentrierung des Ventilstössel 14 in Richtung des Ventilsitzes 8, so dass ein seitlicher und zur Undichtigkeit führender Versatz des Ventilschließgliedes 7 beim Auftreffen auf den Ventilsitz 8 verhindert wird. The arrangement of the spring element 4 not far from the valve closing member 7 favors the centering of the valve tappet 14 in the direction of the valve seat 8 , so that a lateral displacement of the valve closing member 7 leading to leakage is prevented when it hits the valve seat 8 .

Nachfolgend wird die Montage und die Einstellung der einzelnen Bauteile für das aus Fig. 1 bekannte Elektromagnetventil beschrieben. The assembly and setting of the individual components for the electromagnetic valve known from FIG. 1 is described below.

In das aus Automatenstahl gedrehte Unterteil des Ventilgehäuses 1 wird der Ventilstössel 14 mit der Feder 6 von oben eingeführt. Der Ventilstössel 14 ist entweder gemäß der Fig. 1 mit dem Magnetanker 5 zu einer Baueinheit zusammengefügt oder er liegt als Losteil lediglich an der Stirnfläche des Magnetankers 5 an. Das als Tiefziehteil domförmig ausgeführte Oberteil des Ventilgehäuses 1 wird auf den rohrförmigen, den Magnetkern 3 bildenden Abschnitt des Ventilgehäuseunterteils aufgeschoben. Danach wird eine Magnetscheibe und die Ventilspule 11 mit einem Jochring auf das Unterteil des Ventilgehäuses 1 aufgesetzt. The valve tappet 14 with the spring 6 is inserted from above into the lower part of the valve housing 1 , which is made of free-cutting steel. The valve tappet 14 is either assembled with the magnet armature 5 according to FIG. 1 to form a structural unit or as a loose part it only rests on the end face of the magnet armature 5 . The upper part of the valve housing 1 designed as a deep-drawn part is pushed onto the tubular section of the lower part of the valve housing forming the magnetic core 3 . Then a magnetic disk and the valve coil 11 with a yoke ring are placed on the lower part of the valve housing 1 .

Zur Einstellung des zwischen dem Magnetanker 5 und dem Magnetkern 3 erforderlichen Restluftspalts wird zunächst die Ventilspule 11 mit dem gewünschten Nennstrom erregt, so dass der Magnetanker 5 am Magnetkern 3 zur Anlage gelangt. Danach wird von unten in das Unterteil des Ventilgehäuses 1 eine Kraftwegmesseinrichtung eingeführt, die gegen das Ventilschließglied 7 drückt und über den Ventilstössel 14 den Magnetanker 5 um den gewünschten Restluftspalt vom Magnetkern 3 abhebt. Das domförmige Oberteil des Ventilgehäuses 1 folgt zwangsläufig dem Einstellhub des Magnetankers 5 und nimmt seine Endposition ein, in der das Oberteil des Ventilgehäuses 1 mit dem Unterteil des Ventilgehäuses 1 im Bereich des Magnetkerns 3 verschweißt wird. In order to set the residual air gap required between the magnet armature 5 and the magnet core 3 , the valve coil 11 is first excited with the desired nominal current, so that the magnet armature 5 comes into contact with the magnet core 3 . A force path measuring device is then introduced from below into the lower part of the valve housing 1 , which presses against the valve closing member 7 and lifts the magnet armature 5 by the desired residual air gap from the magnet core 3 via the valve tappet 14 . The dome-shaped upper part of the valve housing 1 inevitably follows the setting stroke of the magnet armature 5 and assumes its end position in which the upper part of the valve housing 1 is welded to the lower part of the valve housing 1 in the region of the magnetic core 3 .

Anschließend wird bei unveränderter Erregung der Ventilspule 11 von unten in die Stufenbohrung des Ventilgehäuseunterteils das Federelement 4 eingeführt, dem der Anschlag 10 folgt, der unter Zuhilfenahme einer Kraftmesseinrichtung so weit in den erweiterten Bereich der Stufenbohrung eingepresst wird, bis sich über die Wirkung des Federelements 4 am Ventilschließglied 7 die gewünschte Nennschließkraft einstellt. Damit ist auch die Einstellung des Federelements 4 abgeschlossen. Then, with unchanged excitation of the valve coil 11, the spring element 4 is inserted from below into the stepped bore of the lower valve housing part, followed by the stop 10 , which is pressed with the aid of a force measuring device into the enlarged area of the stepped hole until the effect of the spring element 4 on valve closing member 7 sets the desired nominal closing force. This also completes the setting of the spring element 4 .

Danach wird die den Ventilsitz 8 aufweisende Ventilplatte von unten in die Stufenbohrung des Ventilgehäuses 1 so weit in Richtung auf den unterhalb des Anschlags 10 hervorstehenden Ventilstössel 14 eingepresst, dass unter der Wirkung des Nennstroms der Ventilspule 11 das Ventilschließglied 7 die Öffnung im Ventilsitz 8 gerade so verschliessen kann. Diese Schließposition kann beispielsweise mittels einer Messung des Volumenstroms bzw. pneumatischen Druckabfalls am Ventilsitz 8 geschehen. Thereafter, the valve plate having the valve seat 8 is pressed from below into the stepped bore of the valve housing 1 so far in the direction of the valve stem 14 protruding below the stop 10 that under the effect of the nominal current of the valve coil 11, the valve closing member 7 just opens the opening in the valve seat 8 can close. This closed position can be done, for example, by measuring the volume flow or pneumatic pressure drop at the valve seat 8 .

Nach diesem Einstellschritt sind gemäß der Fig. 1 die Filterelemente am Ventilgehäuse 1 im Bereich der Druckmittelkanäle 9 zu befestigen. Als letzter Montageschritt erfolgt das Einpressen des Elektromagnetventils in den Ventilträger 7. After this setting step, the filter elements are to be fastened to the valve housing 1 in the region of the pressure medium channels 9 in accordance with FIG. 1. As a last assembly step, the electromagnetic valve is pressed into the valve carrier 7 .

Abweichend vom Aufbau des Elektromagnetventils nach Fig. 1 wäre auch eine Fixierung des Federelements 4 unterhalb des Ventilsitzes 8 denkbar, dessen Federkraft über einen durch die Öffnung des Ventilsitzes 8 ragenden Stift auf das Ventilschließglied 7 eingeleitet werden könnte. Diese Anordnung erfordert allerdings auch eine Änderung der Strömungsquerschnitte im Bereich der Ventilsitzöffnung, um ein Anwachsen des Strömungswiderstands zu verhindern, was wiederum Einfluß auf die Kräftebilanz nimmt, so dass diese vorgestellte Variante nur am Rande erwähnt werden soll. Notwithstanding the structure of the solenoid valve of FIG. 1 also a fixation of the spring element 4 below the valve seat 8 would be conceivable, the spring force could be initiated through a projecting through the opening of the valve seat 8 pen on the valve closure member 7. However, this arrangement also requires a change in the flow cross-sections in the region of the valve seat opening in order to prevent an increase in the flow resistance, which in turn influences the balance of forces, so that this variant presented should only be mentioned in passing.

Die Fig. 4 zeigt ein in der Grundstellung geschlossenes Elektromagnetventil im Längsschnitt, dessen hülsenförmiges Ventilgehäuse 1 am oberen Endabschnitt von einem stopfenförmigen Magnetkern 3 verschlossen ist, an dem sich in Richtung des Magnetankers 5 eine Feder 6 mit linearer Federkennlinie abstützt, so dass ein unterhalb des Magnetankers 5 angeordneter Ventilstössel 14, der mit seinem vom Magnetanker 5 abgewandten Stösselende die Funktion des Ventilschliessgliedes 7 übernimmt, am Ventilsitz 8 anliegt. Zwischen einem Absatz 2 am Ventilstössel 14 und einem Anschlag 10 im Ventilgehäuse 1 ist ein scheibenförmiges, in Ventilschliessrichtung wirksames Federelement 4 eingespannt, das eine nicht lineare, vorzugsweise progressive Federkennlinie aufweist. Zur Erzielung einer progressiven Federkennlinie wird eine Tellerfeder als Federelement 4 verwendet, dessen äußeres (erstes) Federende 4a sich an einer erweiterten Bohrungsstufe des Ventilgehäuses 1 abstützt, die somit auf besonders einfache Weise den Anschlag 10 bildet. Das innere (zweite) Federende 4b des Federelements 4 stützt sich am ringförmig ausgeführten Absatz 2 des Ventilstössel 14 ab. Diese Anordnung des Federelements 4 hat ebenso wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen für das in Grundstellung geöffnete Elektromagnetventil den Vorteil, dass die Vorspannkraft des Federelements 4 unabhängig von sämtlichen Fertigungstoleranzen im Ventilgehäuse 1 exakt eingestellt werden kann. Fig. 4 shows a closed in the basic position solenoid valve in longitudinal section, the sleeve-shaped valve housing 1 is closed at the upper end portion by a plug-shaped magnetic core 3 , on which a spring 6 with linear spring characteristic is supported in the direction of the magnet armature 5 , so that a below the Solenoid armature 5 arranged valve plunger 14 , which takes over the function of the valve closing member 7 with its plunger end facing away from the solenoid armature 5, rests on the valve seat 8 . Between a shoulder 2 on the valve tappet 14 and a stop 10 in the valve housing 1 , a disc-shaped spring element 4 , which is effective in the valve closing direction and has a non-linear, preferably progressive spring characteristic, is clamped. To achieve a progressive spring characteristic, a plate spring is used as the spring element 4 , the outer (first) spring end 4 a of which is supported on an enlarged bore step of the valve housing 1 , which thus forms the stop 10 in a particularly simple manner. The inner (second) spring end 4 b of the spring element 4 is supported on the ring-shaped shoulder 2 of the valve lifter 14 . This arrangement of the spring element 4 , as in the previous exemplary embodiments for the electromagnetic valve which is open in the basic position, has the advantage that the pretensioning force of the spring element 4 can be set precisely in the valve housing 1 independently of all manufacturing tolerances.

Für das Federelement 4 im Elektromagnetventil nach Fig. 4 lassen sich wahlweise drei verschiedene Einstellungsvarianten aufzeigen. Die erste Einstellvariante ergibt sich, wenn der Absatz 2 als auf dem Ventilstössel 14 verschiebbares Ringpressteil ausgeführt ist. Die zweite Einstellvariante lässt sich durch eine Schiebepressverbindung des Ventilstössels 14 im Magnetanker 5 realisieren. Die dritte Einstellvariante ergibt sich, wenn einerseits der Absatz 2 mit dem Ventilstössel 14 und andererseits der Ventilstössel 14 mit dem Magnetanker 5 eine starre Einheit bilden, so dass die Vorspannkraft des am Absatz 2 gelagerten Federelement 4 ausschließlich durch das Verschieben des Magnetkerns 3 in dem oberhalb des Magnetankers 5 gelegenen Bohrungsabschnitt im Ventilgehäuse 1 erfolgt. For the spring element 4 in the electromagnetic valve according to FIG. 4, three different setting variants can optionally be shown. The first adjustment variant is obtained if paragraph 2 is designed as an annular pressed part which can be displaced on valve tappet 14 . The second setting variant can be realized by a sliding press connection of the valve tappet 14 in the magnet armature 5 . The third adjustment variant results if, on the one hand, the paragraph 2 with the valve tappet 14 and on the other hand the valve tappet 14 with the magnet armature 5 form a rigid unit, so that the pretensioning force of the spring element 4 mounted on the paragraph 2 occurs exclusively by moving the magnetic core 3 in the above of the magnet armature 5 located bore section in the valve housing 1 .

Unabhängig davon, welche der drei vorteilhaften Einstellvarianten zur Anwendung gelangt, muss zum Vollzug einer der drei Einstellvarianten in jedem Fall die Ventilspule 11 mit dem zum vollständigen Öffnen des Elektromagnetventils erforderlichen Nennstrom versorgt werden, so dass der Magnetanker 5 den Luftspalt 16 überbrückt und am Magnetkern 3 anliegt. Erst danach erfolgt die Messung der Vorspannkraft des sich am Anschlag 10 abstützenden Federelements 4 und die exakte Einstellung der gewünschten Vorspannkraft durch eine der zuvor erwähnten Einstellvarianten. Regardless of which of the three advantageous setting variants is used, in order to carry out one of the three setting variants, the valve coil 11 must be supplied with the nominal current required to fully open the solenoid valve, so that the magnet armature 5 bridges the air gap 16 and on the magnet core 3 is applied. Only then is the pretensioning force of the spring element 4 supported on the stop 10 and the exact setting of the desired pretensioning force carried out using one of the setting variants mentioned above.

Nach der Einstellung des Federelements 4 erfolgt die Einstellung des Ventilhubs, indem bei unveränderter Bestromung der Ventilspule 11 das den Ventilsitz 8 aufweisende Drehteil von unten in die erweiterte Stufenbohrung des Ventilgehäuses 1 so weit eingepresst wird, bis der den Ventilhub charakterisierende Abstand zwischen dem Ventilsitz 8 und dem Ventilschliesskörper 7 erreicht wird. Mit der Unterbrechung des Ventilspulenstromkreises nimmt das Ventilschliessglied 7 infolge der Wirkung der Feder 6 und des Federelements 4 die in Fig. 4 gezeigte Schaltstellung ein. After the adjustment of the spring element 4, the adjustment of the valve lift is carried out by the rotary member the valve seat 8 having is pressed so far from the bottom in the expanded stepped bore of the valve housing 1 with an unchanged energization of the valve spool 11, until the characterizing the valve lift distance between the valve seat 8 and the valve closing body 7 is reached. With the interruption of the valve coil circuit, the valve closing member 7 assumes the switching position shown in FIG. 4 due to the action of the spring 6 and the spring element 4 .

Die in den Fig. 1 und 4 gezeigte Einbaulage des Federelements 4 ermöglicht überdies die völlige Gestaltungsfreiheit vom Magnetkern 3 und Magnetanker 5 im Bereich des Luftspalts 16, wodurch sich vorteilhafte Möglichkeiten zur Verhinderung des durch Remanenz hervorgerufenen Magnetankerklebens ergeben. Dies kann auf konventionelle Weise durch die Anordnung einer unmagnetischen Scheibe im Luftspalt 16 oder durch entsprechende Formgebung der aufeinander gerichteten Magnetanker- als auch Magnetkernstirnflächen erfolgen. Ferner ermöglicht die gewählte Einbaulage des Federelements 4 außerhalb (oberhalb) des Strömungsfeldes in der geöffneten Stellung des Ventilschliessgliedes 7 eine ungehinderte Druckmittelverbindung zwischen den oberhalb und unterhalb des Ventilsitzes 8 im Ventilgehäuse 1 angeordneten Druckmittelkanäle 9. The installation position of the spring element 4 shown in Figs. 1 and 4 allows also the complete freedom from the magnet core 3 and armature 5 in the region of the air gap 16, whereby advantageous possibilities arise for preventing induced remanence magnetic armature sticking. This can be done in a conventional manner by arranging a non-magnetic disk in the air gap 16 or by appropriately shaping the magnet armature and magnet core end faces directed towards one another. Furthermore, the selected installation position of the spring element 4 outside (above) the flow field in the open position of the valve closing member 7 enables an unimpeded pressure medium connection between the pressure medium channels 9 arranged above and below the valve seat 8 in the valve housing 1 .

Eine weitere zweckmäßige Anordnung des Federelements 4 in einem in Grundstellung geschlossenen Elektromagnetventil geht aus der Fig. 5 hervor. A further expedient arrangement of the spring element 4 in a closed electromagnetic valve in the basic position is shown in FIG. 5.

Die Fig. 5 zeigt abweichend vom Gegenstand nach Fig. 4 den für das Federelement 4 erforderlichen Anschlag 10 als Kappe an der äußeren Stirnfläche des Magnetkerns 3 angeordnet. Das als Tellerfeder ausgeführte Federelement 4 ist im Inneren der aus Dünnblech gefertigten Kappe, d. h. zwischen dem Boden der Kappe und einem in die Kappe ragenden Kraftübertragungsglied 17 eingespannt. Diese Kraftübertragungsglied 17 erstreckt sich als Stösselrohr durch eine Öffnung 18 des rohrförmigen Magnetkerns 3 in den gleichfalls rohrförmigen Magnetanker 5. Das vom Federelement 4 abgewandtes Ende des Stösselrohrs ist in einer Stufenbohrung des Magnetankers 5 eingepresst. Die Feder 6 ist als Schraubenfeder mit linearer Federkennlinie über das Stösselrohr gestülpt und stützt sich zwischen der Stufenbohrung des Magnetankers 5 und dem Magentkern 3 ab. Der dem Federelement 4 zugewandte Endabschnitt des Stösselrohrs weist zur Zentrierung und Abstützung des Federelements 4 eine Stufe 19 auf, an der sich der verjüngte Endabschnitt des Stösselrohrs anschließt und sich in die Öffnung des Federelements 4 erstreckt. The Fig. 5 is different from the structure of FIG. 4 disposed required for the spring member 4 stop 10 as a cap on the outer end face of the magnetic core 3. The spring element 4 designed as a plate spring is clamped inside the cap made of thin sheet metal, ie between the bottom of the cap and a force transmission member 17 projecting into the cap. This force transmission member 17 extends as a tappet tube through an opening 18 of the tubular magnetic core 3 into the likewise tubular magnet armature 5 . The end of the push rod tube facing away from the spring element 4 is pressed into a stepped bore of the magnet armature 5 . The spring 6 is placed as a helical spring with a linear spring characteristic over the tappet tube and is supported between the stepped bore of the magnet armature 5 and the magnet core 3 . Of the spring element 4 facing end portion of the plunger tube comprises for centering and support of the spring element 4 on a stage 19 at which the tapered end portion of the plunger tube connecting and extending into the opening of the spring element. 4

Die exakte Einstellung der Vorspannkraft des progressiven Federelements 4 erfolgt durch das vertikale Verschieben des kappenförmigen Anschlags 10 entlang dem oberen Endbereich des Magnetkerns 3. Nach exakter Einstellung wird die Kappe mittels einer Umfangs-Schweißnaht druckmitteldicht am Magnetkern 3 befestigt. The exact setting of the biasing force of the progressive spring element 4 is carried out by vertically displacing the cap-shaped stop 10 along the upper end region of the magnetic core 3 . After exact adjustment, the cap is attached to the magnetic core 3 in a pressure-tight manner by means of a circumferential weld seam.

Soweit nicht auf alle in der Fig. 5 abgebildeten Details eingegangen wurde, können diese der Beschreibung zu Fig. 4 entnommen werden. Unless all the details shown in FIG. 5 have been dealt with, these can be found in the description of FIG. 4.

Bezüglich der weiteren Details zur Gestaltung des in Fig. 5 vorgeschlagenen kappenförmigen Anschlags 10 wird in den folgenden Fig. 6 bis 8 Bezug genommen. With regard to the further details of the design of the cap-shaped stop 10 proposed in FIG. 5, reference is made to the following FIGS. 6 to 8.

Die Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 5 vorgestellten kappenförmigen Anschlags 10 mit einer nach außen gerichteten Prägung des Anschlagbodens, um zur Mitte des Federelements 4 einen anschlagfreien Federweg zu ermöglichen. Das durch die Öffnung im Federelement 4 charakterisierte erste Federende 4a verharrt somit auch bei maximalem Federhub entfernt vom Anschlagboden, während das durch den Außenrand der Tellerfeder gebildete zweite Federende 4b sich an einer durch die Prägung entstandenen Innenkante abstützt. FIG. 6 shows an enlarged view of the cap-shaped stop 10 presented in FIG. 5 with an outwardly embossed embossing of the stop base in order to allow a stop-free spring travel to the center of the spring element 4 . The first spring end 4 a characterized by the opening in the spring element 4 thus remains at a maximum spring stroke away from the stop base, while the second spring end 4 b formed by the outer edge of the plate spring is supported on an inner edge formed by the embossing.

In der Fig. 7 wird ein kappenförmiger Anschlag 10 gezeigt, dessen Boden zur Beeinflussung der Federcharakterisitk in Richtung des Federelements 4 wannenförmig eingedrückt ist, so dass der Außenbereich des Bodens unter einem definierten Winkel gegenüber der Horizontalen des Bodens geneigt ist, an dem sich das Federelement 4 in gewünschter Weise während des Federhubs anlegen kann. Is shown in FIG. 7, a cap-shaped stopper 10 is shown, the bottom of which is pressed in a trough shape for influencing the Federcharakterisitk in the direction of the spring element 4 so that the outer region of the base at a defined angle relative to the horizontal of the bottom inclined at which the spring element 4 can create in the desired manner during the spring stroke.

Die Fig. 8 zeigt einen kappenförmigen Anschlag 10, dessen Boden in der Mitte tropfenförmig in Richtung eines Tellerfederpakets eingedrückt ist. Das Tellerfederpaket besteht in vorliegendem Beispiel aus einem paar diametral angeordneten Federelementen 4, die sich mit ihren beiden ersten Federenden 4a am eingedrückten Bodenabschnitt und am Kraftübertragungsglied 17 abstützen, während die zweiten Federenden 4b der beiden Federelemente 4 sich aufeinander abstützen. Die Tiefe des tropfenförmig eingedrückten Bodens entspricht der erforderlichen Vorspannkraft der Federelemente 4, so dass sich nach dem Fixieren des Anschlags 10 am Magnetkern 3 die Charakteristik der Federelemente 4 durch die plastische Deformation des Anschlagbodens exakt einstellen lässt. Fig. 8 shows a cap-shaped stop 10, whose bottom is pressed into the center drop-shaped in the direction of a plate spring packet. The plate spring assembly consists in the present example of a pair of diametrically arranged spring elements 4 , which are supported with their two first spring ends 4 a on the pressed-in bottom section and on the force transmission member 17 , while the second spring ends 4 b of the two spring elements 4 are supported on one another. The depth of the drop-shaped bottom corresponds to the required pretensioning force of the spring elements 4 , so that after the stop 10 is fixed to the magnetic core 3, the characteristic of the spring elements 4 can be set precisely by the plastic deformation of the stop bottom.

Die anhand den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1-8 erläuterte Erfindung führt zu folgenden Vorteilen:

1. hinreichende Gestaltungsfreiheit bezüglich des Luftspalts 16 zwischen Magnetanker 5 und Magnetkern 3,
2. hinreichende Gestaltungsfreiheit bezüglich der Dimensionierung des Federelements 4 zur Anpassung an den Magnetkraftverlauf,
3. keine Beeinflussung des Luftspalts 16 durch das Federelement 4,
4. schmutzunempfindlicher Aufbau und Anordnung des Federelements 4,
5. einfache und exakte mechanische Einstellung des Federelements 4 während des Zusammenbaus bzw. nach dem Zusammenbau der Ventilkomponenten,
6. kein elektronisches Kalibrieren des Spulenstroms unter Zuhilfenahme von aufwendiger Drucksensorik und elektronischen Regelkreisschaltungen erforderlich,
7. Dämpfung von Schwingungen des Ventilstössels 14 bzw. des Magnetankers 3.

The invention explained using the exemplary embodiments according to FIGS. 1-8 leads to the following advantages:

1. sufficient freedom of design with regard to the air gap 16 between the magnet armature 5 and the magnet core 3 ,
2. sufficient design freedom with regard to the dimensioning of the spring element 4 for adaptation to the magnetic force curve,
3. no influence on the air gap 16 by the spring element 4 ,
4. dirt-resistant structure and arrangement of the spring element 4 ,
5. simple and exact mechanical adjustment of the spring element 4 during assembly or after assembly of the valve components,
6. no electronic calibration of the coil current with the aid of complex pressure sensors and electronic control circuitry is required,
7. Damping of vibrations of the valve tappet 14 or the magnet armature 3 .

Um den Magnetkreis und damit auch die zur Proportionalisierung des Ventilstösselhubs erforderliche Kräftebilanz nicht zu stören, ist das Federelement 4 aus einem den Magnetfluss nicht leitenden Werkstoff, insbesondere einem antimagnetischen Federstahl hergestellt. Zu diesem Zweck ist auch der Ventilstössel 14 vorzugsweise aus einem Kunststoff oder Keramik hergestellt. Keramik erhöht überdies infolge der extrem hohen Verschleißfestigkeit die Standzeit des Ventilschließgliedes 7 im Dauerbetrieb. In order not to disturb the magnetic circuit and thus also the balance of forces required for the proportioning of the valve tappet stroke, the spring element 4 is made of a material that does not conduct the magnetic flux, in particular an antimagnetic spring steel. For this purpose, the valve lifter 14 is also preferably made of a plastic or ceramic. Ceramic also increases the service life of the valve closing member 7 in continuous operation due to the extremely high wear resistance.

Bezüglich des Federelements 4 soll nicht unerwähnt bleiben, dass durchaus Gestaltsabweichungen von der beschriebenen Ausführungsform denkbar sind, ohne hierdurch den Erfindungsgedanken zu verlassen. In einigen der abgebildeten Beispiele weist das Federelement 4 eine Druckausgleichsöffnung auf, die zur Anwendung gelangt, falls der Druckausgleich beiderseits des Federelements 4 nicht schon durch andere, alternative Maßnahmen realisiert ist. With regard to the spring element 4, it should not go unmentioned that shape deviations from the embodiment described are conceivable without thereby departing from the inventive concept. In some of the examples shown, the spring element 4 has a pressure compensation opening which is used if the pressure compensation on both sides of the spring element 4 has not already been achieved by other, alternative measures.

Durch die wirkungsmäßige Überlagerung der progressiven Kennlinie des Federelements 4 mit der linear verlaufenden Kennlinie der Feder 6 wird die Voraussetzung für einen regelungtechnisch einfachen Betrieb eines ursprünglich bistabilen, nunmehr als analog betätigbares Elektromagnetventil geschaffen, wozu durch eine geeignete Anordnung des Federelements 4 im Ventilgehäuse 1 die Federkennlinie des Federelements 4 auf besonders einfache Weise exakt eingestellt werden kann. Wesentlich für die Erfindung ist hierbei die Einhaltung der nachfolgenden technischen Voraussetzung, dass sich das Federelement 4 mit einem seiner beiden Federenden 4a; 4b außerhalb des Luftspalts 16 an einem Anschlag 10 abstützt, der entweder am Ventilgehäuse 1 oder am Magnetkern 3 ausgebildet ist, wobei das vom Anschlag 10 abgewandte andere Federende 4a; 4b dem Hub des Magnetankers 5 entgegenwirken kann. Bezugszeichenliste 1 Ventilgehäuse
2 Absatz
3 Magnetkern
4 Federelement
5 Magnetanker
6 Feder
7 Ventilschließglied
8 Ventilsitz
9 Druckmittelkanal
10 Anschlag
11 Ventilspule
12 Jochring
13 Plattenfilter
14 Ventilstössel
15 Ringfilter
16 Luftspalt
17 Kraftübertragungsglied
18 Öffnung
19 Stufe
Due to the effective superimposition of the progressive characteristic of the spring element 4 with the linear characteristic of the spring 6 , the prerequisites for a control-technically simple operation of an originally bistable, now operable as an analog solenoid valve are created, for which purpose the spring characteristic by means of a suitable arrangement of the spring element 4 in the valve housing 1 of the spring element 4 can be set precisely in a particularly simple manner. It is essential for the invention to comply with the following technical requirement that the spring element 4 with one of its two spring ends 4 a; 4 b is supported outside of the air gap 16 against a stop 10 which is designed either at the valve housing 1 or the magnet core 3, wherein the facing away from the stop 10 other spring end 4 a; 4 b can counteract the stroke of the armature 5 . REFERENCE LIST 1 valve body
2 paragraph
3 magnetic core
4 spring element
5 magnetic anchors
6 spring
7 valve closing member
8 valve seat
9 pressure medium channel
10 stop
11 valve spool
12 yoke ring
13 plate filters
14 valve lifters
15 ring filters
16 air gap
17 power transmission link
18 opening
19 level

Claims

1. Electromagnetic valve, in particular for motor vehicle brake slip control systems, with a valve housing in which a valve closing member is movably guided, which is attached to a valve tappet that interacts with a magnet armature, the magnet armature depending on the electromagnetic excitation of a valve coil attached to the valve housing Stroke movement in the direction of a magnetic core arranged in the valve housing and with a spring with a linear spring characteristic, which positions the magnetic armature at a defined axial distance from the magnetic core in the electromagnetically non-energized valve position, so that the magnetic armature is separated from the magnetic core by an air gap, with a spring element , which has a non-linear, preferably progressive spring characteristic, which counteracts the electromagnetically initiated stroke of the magnet armature, characterized in that the spring element ( 4 ) with one of its two springs ends ( 4 a; 4 b) is supported outside the air gap ( 16 ) on a stop ( 10 ) which is designed either on the valve housing ( 1 ) or on the magnetic core ( 3 ), and that the other spring end ( 4 a; 4 b.) Facing away from the stop ( 10 ) ) counteracts the stroke of the magnet armature ( 5 ).

2. Electromagnetic valve according to claim 1, characterized in that the first spring end ( 4 a) on the valve tappet ( 14 ) and the second spring end ( 4 b) is supported on a stop ( 10 ) in the valve housing ( 1 ) ( Fig. 1, 4th ).

3. Electromagnetic valve according to claim 2, characterized in that the first spring end ( 4 a) abuts a shoulder ( 2 ) of the valve tappet ( 14 ), which is designed on the valve tappet ( 14 ) either as a radially extending ring part, as a tappet step or as an annular groove is ( Fig. 1, 4)

4. Electromagnetic valve according to claim 2, characterized in that the stop ( 10 ) in the valve housing ( 1 ) for adjusting the biasing force of the spring element ( 4 ) in the direction of the valve longitudinal axis is variably adjustable ( Fig. 1).

5. Solenoid valve according to claim 4, characterized in that the stop ( 10 ) is formed by a in a stepped bore of the valve housing ( 1 ) displaceable bushing through which the valve stem ( 14 ) with the valve closing member ( 7 ) coaxially in the direction of Valve seat ( 7 ) extends ( Fig. 1).

6. Electromagnetic valve according to claim 3, characterized in that for adjusting the spring element ( 4 ) the paragraph ( 2 ) is designed as a displaceable on the valve tappet ( 14 ) ring part, and that the spring element ( 4 ) with its from the paragraph ( 2 ) second spring end facing away ( 4 b) is supported on a fixed stop ( 10 ) in the valve housing ( 1 ) ( Fig. 4).

7. Solenoid valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 4 ) is designed as an annular disc, the first spring end ( 4 a) through the inner edge of the profile disc and the second spring end ( 4 b) through the profile outer edge along the Ring disc circumference is formed ( Fig. 1-9).

8. Electromagnetic valve according to claim 7, characterized in that the end face of the stop ( 10 ) facing the spring element ( 4 ) is inclined in a funnel shape in the direction of the valve longitudinal axis, and in that the spring element ( 4 ) is designed as a flat spring washer, the second spring end ( 4th b) abuts the raised, outer region of the end face of the stop ( 10 ) ( FIG. 3).

9. Solenoid valve according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the spring element ( 4 ) is designed as a plate spring, the first spring end ( 4 a) of which lies as a profile inner edge located in the center of the plate spring on the shoulder ( 2 ) of the valve tappet ( 14 ) , and that the second spring end ( 4 b) is inclined as a profile outer edge running along the plate spring circumference and is supported on a flat end face of the stop ( 10 ) ( FIGS. 1, 4, 5).

10. Solenoid valve according to claim 1, characterized in that a bottom of a cap forms the stop ( 10 ) which is attached to the end face of the magnetic core ( 3 ) facing away from the magnet armature ( 5 ), and that the spring element ( 4 ) between the stop ( 10 ) and a force transmission member ( 17 ) is clamped, which projects through an opening ( 18 ) of the tubular magnetic core ( 3 ) into the magnet armature ( 5 ) ( Fig. 5).

11. Solenoid valve according to claim 10, characterized in that the force transmission member ( 17 ) is a tappet tube, at one end of which a first spring end ( 4 a) of the spring element ( 4 ) rests and that the end of the tappet tube facing away from the spring element ( 4 ) in a stepped bore of the tubular magnet armature ( 5 ) is fastened, in which a spring 6 is fastened, which is supported on the magnetic core ( 3 ) concentrically to the push rod tube from the stepped bore ( FIG. 5).

12. Solenoid valve according to claim 10, characterized in that the biasing force of the spring element ( 4 ) is adjusted by moving and / or deforming the cover ( Fig. 5-8, 9)

13. Electromagnetic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 4 ) consists of a material which does not conduct the magnetic flux, in particular spring steel ( Fig. 1-9).

14. Electromagnetic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 4 ) centers the valve tappet ( 14 ) relative to the valve seat ( 8 ) in the valve housing ( 1 ) ( Fig. 1, 4).