DE102004044223A1

DE102004044223A1 - Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere für Bremskraftanlagen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102004044223A1
Application number: DE200410044223
Authority: DE
Inventors: Dietmar Kratzer; Elmar Vier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2006-03-16
Also published as: WO2006029976A1

Abstract

Ein elektromagnetisch betätigbares Ventil (10) weist ein mit einem Anker (35) zusammenwirkendes Stößelelement (28) zur Steuerung eines Druckmittelflusses auf. Der Anker (35) ist innerhalb einer Schutzkappe (36) axial beweglich geführt. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, am Anker (35) zwei voneiander beabstandet angeordnete Führungsabschnitte (48, 53) auszubilden, die hinsichtlich ihres Außendurchmessers zur Innenwandung der Schutzkappe (36) ein relativ geringes Radialspiel aufweisen. Durch die damit verbundene geringere Kippmöglichkeit des Ankers (35) in der Schutzkappe (36) lassen sich die Funktionseigenschaften des Ventils (10) verbessern.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere für Bremskraftanlagen in Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Ventil ist bereits bekannt. Es weist ein in einer Längsbohrung eines Ventilgehäuses verschiebbar gelagertes Stößelelement auf. Das Stößelelement wirkt mit einem Anker zusammen, der sich an der einen Stirnseite des Ventilgehäuses anschließt. Der Anker hat auf seiner dem Stößelelement zugewandten Seite einen zylindrischen Abschnitt mit einem dem Durchmesser des Ventilgehäuses angepassten Außendurchmesser, an den sich auf der von dem Stößelelement abgewandten Seite über einen kegelförmigen Abschnitt ein zylindrischer Mittelabschnitt mit geringerem Außendurchmesser anschließt. Der Anker ist weiterhin von einer Schutzkappe umgeben, in der der Anker mit geringem radialen Spiel geführt ist. Die Schutzkappe ist mit dem Ventilgehäuse fluiddicht verbunden. Bei dem bekannten Ventil erfolgt die Führung des Ankers innerhalb der Schutzkappe über den zylindrischen Mittelbereich des Ankers, der in diesem Bereich einen Außendurchmesser mit einer bestimmten Toleranz aufweist, damit ein möglichst geringes radiales Spiel zur Schutzkappe hin erzielt wird. Das Größe des radialen Spieles bestimmt die Kippneigung des Ankers, welche zu Ungenauigkeiten in der Ventilfunktion führen kann. Da der Anker somit lediglich in seinem mittleren Bereich geführt ist, und an seinen beiden Enden zur Innenwandung der Kappe ein relativ gesehen größeres Radialspiel aufweist, ist ein geringes Kippvermögen des Ankers bei dem bekannten Ventil nur über eine relativ enge und deshalb teuer herstellbare Tolerierung im Führungsbereich erzielbar. Aufgabe der Erfindung ist es daher, das bekannte elektromagnetisch betätigbare Ventil derart weiterzubilden, dass mit vertretbarem wirtschaftlichen Aufwand eine bessere radiale Führung des Ankers, verbunden mit einer geringeren Kippfähigkeit, ermöglicht wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Ventil, insbesondere für Bremskraftanlagen in Kraftfahrzeugen, mit dem Merkmal des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es bei vertretbaren Herstellkosten eine verbesserte radiale Führung des Ankers in der Schutzkappe ermöglicht und somit die Kippneigung des Ankers zumindest verringert. Dies führt zu verbesserten Ventileigenschaften des Ventils, da die Ankerbewegung während des Betriebs eingeschränkt ist, und so reproduzierbare Zustände am Stößelelement erzeugt werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen elektromagnetisch betätigbaren Ventils sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes elektromagnetisch betätigbares Ventil in einem Längsschnitt und
2 den Anker des Ventils nach 1 in einer Seitenansicht.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das in der 1 im Längsschnitt dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil 10 mit Druckbegrenzung findet Verwendung in Kraftfahrzeug-Bremsanlagen mit Schlupfregelung, wie Antiblockierschutz und/oder Antriebsschlupfregelung. Das Ventil 10 weist ein längliches Ventilgehäuse 11 auf, in dem eine Längsbohrung 12 ausgebildet ist. Die Längsbohrung 12 weist in einem Abströmbereich 13 mehrere Längsnuten 14 auf, von denen in der 1 lediglich eine Längsnut 14 erkennbar ist. Das Ventilgehäuse 11 ist auf der dem Abströmbereich 13 zugewandten Seite stirnseitig mit einem Ventilanschlusselement 15 verbunden. Das Ventilanschlusselement 15 weist einen Zulauf 16 für ein Druckmittel und ein Rückschlagventil 18 auf. Auf der dem Ventilgehäuse 11 zugewandten Seite ist ein ringförmiger Rückströmbereich 19 ausgebildet, der mit den Längsnuten 14 zusammenwirkt, und umfangsseitig zusammen mit dem Ventilgehäuse 11 von einem Radialfilterelement 20 umfasst ist. Auf einem domartigen Fortsatz 21 des Ventilanschlusselements 15 ist ein topfförmiger Ventilkörper 22 aufgeschoben, welcher umfangsseitig, mit Ausnahme im Bereich der Längsnuten 14, in die Längsbohrung 12 des Ventilgehäuses 11 eingepresst ist.
Der Ventilkörper 22 kommuniziert über eine Stufenbohrung 23 und eine im Ventilanschlusselement 15 angeordnete Zulaufbohrung 24 mit dem Zulauf 16 für das Druckmittel. Auf der dem Fortsatz 21 abgewandten Ende des Ventilkörpers 22 ist in der Stufenbohrung 23 ein kegelförmiger Sitzbereich 26 ausgebildet. Dieser Sitzbereich 26 wirkt mit einem kalottenförmigen Ende 27 eines Stößelelements 28 zusammen, so dass bei auf dem Sitzbereich 26 abgesenkten Ende 27 ein Dichtsitz erzielbar ist.
Das Stößelelement 28 weist auf der dem Ventilkörper 22 zugewandten Seite einen mit mehreren unterschiedlichen Außendurchmessern versehenen ersten Abschnitt 29 auf, der mit einem zweiten, zylindrischen Abschnitt 30 verbunden ist. Der zweite Abschnitt 30 besteht im Ausführungsbeispiel aus vier, um jeweils 90 Grad zueinander versetzt angeordneten Längsstegen 25. Auf der zwischen den beiden Abschnitten 29, 30 gebildeten Schulter 31 liegt das eine Ende einer Druckfeder 32 an, die sich mit ihrem anderen Ende auf der zugewandten Stirnfläche 33 des Ventilkörpers 22 abstützt. An der dem Abschnitt 29 gegenüberliegenden Stirnseite des Stößelelements 28 liegt ein Anker 35 an. Der Anker 35, der sich in Verlängerung des Ventilgehäuses 11 befindet, ist von einer im Tiefziehverfahren aus Blech hergestellten Schutzkappe 36 umschlossen, welche in ihrem Innenumfang teilweise am Ventilgehäuse 11 anliegt und mit diesem mittels einer Schweißnaht 37 fluiddicht verbunden ist.
Der Anker 35 ist innerhalb der Schutzkappe 36 um einen geringen Wegbetrag axial in der Längsachse des Ventils 10 verschieblich angeordnet, und wirkt mit dem Stößelelement 28 zusammen. Die Schutzkappe 36 bzw. der Anker 35 ist von einem Spulenelement 38 umfasst, das von einem topfförmigen Magnetgehäuse 39 umgeben ist. Die Erregerspule 40 des Spulenelements 38 ist über zwei Anschlussfahnen 42, 43 elektrisch bestrombar bzw. kontaktierbar.
Das soweit beschriebene Ventil 10 ist mit seinem dem Spulenelement 38 gegenüberliegenden Ende in einen nicht dargestellten Ventilblock einsetzbar, der einen Zulauf- und einen Ablaufkanal aufweist, der mit dem Zulauf 16 bzw. über das Radialfilterelement 20 mit dem Rückströmbereich 19 des Ventils 10 verbunden ist.
Bei nicht bestromter Erregerspule 40 ist das Ventil 10 offen, das bedeutet, dass die Druckfeder 32 das Stößelelement 28 mit seinem Ende 27 vom Ventilkörper 22 wegdrückt, und so einen Durchfluss von Druckmittel über den Zulauf 16, die Zulaufbohrung 24 und den Abströmbereich 13 in Richtung des Rückströmbereiches 19 ermöglicht. Bei bestromten Spulenelement 38 wird hingegen das Ende 27 des Stößelelements 28 in Richtung des Sitzes 26 gedrückt, um eine entsprechende Drosselung bzw. ein Verhindern des Druckmittelflusses zu ermöglichen.
Die Bewegung des Stößelelements 28 wird über eine entsprechende Längsbewegung des Ankers 35 in der Schutzkappe 36 erzeugt. Wie am besten aus einer Zusammenschau der 1 und 2 ersichtlich ist, weist der Anker 35 eine in der Längsachse des Ventils 10 verlaufende Druckmittelausgleichsbohrung 45 auf, die in den beiden Stirnseiten 46, 47 des Ankers 35 mündet. Auf der dem Stößelelement 28 zugewandten Seite weist der Anker 35, ausgehend von der einen Stirnseite 46, einen ersten zylindrischen Führungsabschnitt 48 auf, dessen Durchmesser eine bestimmte Toleranz aufweisen muß, die im Hinblick auf den Innendurchmesser der Schutzkappe 36 in diesem Bereich und unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte einen möglichst kleinen Radialspalt zur Schutzkappe 36 hin ergibt.
An den Führungsabschnitt 48 schließt sich ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 51 und ein zylindrischer Abschnitt 52 an. Der zylindrische Abschnitt 52 geht in einen ebenfalls zylindrischen zweiten Führungsabschnitt 53 über, der einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der erste Führungsabschnitt 48. Auch der zweite Führungsabschnitt 53 ist bzgl. seines Außendurchmessers mit einer derartigen Toleranz ausgelegt, dass sich im Hinblick auf den Innendurchmesser der Schutzkappe 36 in diesem Bereich und unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Aspekte einen möglichst kleinen Radialspalt zur Schutzkappe 36 hin einstellt.
An den zweiten Führungsabschnitt 53 schließt sich zuletzt ein entsprechend der Innenkontur der Schutzkappe 36 angepasster, gerundet ausgebildeter Endabschnitt 54 an, der in der Stirnseite 47 des Ankers 35 endet. Durch einen gezielten Materialabtrag im Bereich der beiden Abschnitte 51, 52 ergibt sich dort ein größerer Radialspalt zur Schutzkappe 36 hin als in den beiden Führungsabschnitten 48, 53. Weiterhin ist durch den maximal ausgelegten Abstand zwischen den beiden Führungsabschnitten 48, 53, die sich beide in den den Stirnseiten 46, 47 zugewandten zylindrischen Endbereichen des Ankers 35 befinden, in denen auch die Innenkontur der Schutzkappe 36 zylindrisch ausgebildet ist sichergestellt, dass in Verbindung mit der Tolerierung der Außendurchmesser der Führungsabschnitte 48, 53 ein möglichst geringer Kippwinkel des Ankers 35 innerhalb der Schutzkappe 36 möglich wird.
Ergänzend wird erwähnt, dass das soweit beschriebene Ventil 10 in vielfältiger Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden kann, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So sind insbesondere auch andersartig ausgebildete hydraulische Bereiche denkbar. Auch ist die Form des Ankers 35 bzw. der Schutzkappe 36 nicht auf die beschriebene Form mit unterschiedlichen Durchmessern an den Führungsabschnitten 48, 53 beschränkt. Wesentlich ist nur, dass die der Führung des Ankers 35 dienenden Abschnitte möglichst weit voneinander entfernt am Anker 35 angeordnet sind, und dass durch eine entsprechende Gestaltung der anderen Bereich des Ankers 35 verhindert wird, dass diese Bereiche bei einer Bewegung des Ankers 35 in Kontakt mit der Schutzkappe 36 geraten.

Claims

Elektromagnetisch betätigbares Ventil (10), insbesondere für Bremskraftanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einem Ventilgehäuse (11), in dem in einer Längsbohrung (12) ein Ventilstößel (28) zur Steuerung eines Druckmittelflusses längsverschieblich gelagert ist, einem mit dem Ventilstößel (28) zusammenwirkenden Anker (35), der sich vorzugsweise an einer Stirnseite des Ventilgehäuses (11) an das Ventilgehäuse (11) anschließt, und der von einer Kappe (36) umgeben ist, die den Anker (35) mit geringem radialen Spiel axial beweglich aufnimmt, wobei die Kappe (36) mit dem Ventilgehäuse (11) umfangsseitig fluiddicht verbunden ist und von einer Magnetspule (38) umgeben ist, die mit dem Anker (35) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (35) im Bereich seiner dem Ventilstößel (28) zugewandten Seite und seiner dem Ventilstößel (28) abgewandten Seite jeweils einen mit der Innenwandung der Kappe (36) zusammenwirkenden, radial umlaufenden Führungsabschnitt (48, 53) für den Anker (35) aufweist, und dass zwischen den beiden Führungsabschnitten (48, 53) wenigstens ein in Bezug auf den Radialspalt zwischen dem Anker (35) und der Innenwandung der Kappe (36) vergrößerter Zwischenabschnitt (51, 52) am Anker (35) ausgebildet ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Zwischenabschnitt (51, 52) durch Materialabtrag gebildet ist.
Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (36) als Tiefziehteil ausgebildet ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Ventilstößel (28) zugewandte Führungsabschnitt (48) bis an die dem Ventilstößel (28) zugewandte Stirnfläche (46) des Ankers (35) reicht.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Ventilstößel (28) abgewandte Führungsabschnitt (53) in einem zylindrischen Endabschnitt der Kappe (36) angeordnet ist, und dass sich an den Führungsabschnitt (53) ein der Innenkontur der Kappe (36) angepasster, gerundet ausgebildeter Endabschnitt (54) anschließt.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Führungsabschnitte (48, 53) unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen.