DE102006023792A1

DE102006023792A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102006023792A1
Application number: DE102006023792A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-05-20
Publication date: 2007-10-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, dessen Magnetspule (1) auf einer Hülse aufgesetzt ist, die zur Beeinflussung des Feldlinienverlaufs und zur Minderung des magnetischen Streuflusses aus einem den Magnetfluss leitenden und einem den Magnetfluss nicht leitenden Hülsenabschnitt (7, 15) gebildet ist, wobei der magnetische Hülsenabschnitt (7) in den unmagnetischen Hülsenabschnitt (15) abschnittsweise eingefügt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 199 47 900 A1 ist bereits ein derartiges Elektromagnetventil bekannt geworden, dessen Ventilgehäuse ein mit einem Magnetanker zusammenwirkendes Ventilschließglied aufnimmt, das auf einen Ventilsitz im Ventilgehäuse gerichtet ist. Zur Betätigung des Magnetankers ist eine Magnetspule vorgesehen, die außerhalb an einer domförmig geschlossenen Hülse angeordnet ist, die am offenen Ende mit dem in einem Ventilblock eingesetzten Ventilgehäuse verschweißt ist. Da die Hülse aus einem den Magnetfluss nicht leitenden Stahl besteht und aus Festigkeitsgründen eine Mindestwandstärke benötigt, ergibt sich zwangsläufig zwischen dem auf der Magnetspule aufgesetzten Jochblech und dem Magnetanker ein unerwünschter, für die Feldlinien ungünstig zu überbrückender magnetischer Widerstand.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art derart zu verbessern, dass die vorgenannten Nachteile nicht auftreten.
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 hervor.
Die 1 zeigt ein im Längsschnitt abgebildetes, als 2/2-Wege-Sitzventil ausgelegtes Elektromagnetventil, das ein in Patronenbauweise ausgeführtes Ventilgehäuse 6 aufweist, welches ein von einem Magnetanker 3 betätigbares Ventilschließglied 14 aufnimmt, das konzentrisch auf einen Ventilsitz 8 im Ventilgehäuse 6 gerichtet ist. Das Elektromagnetventil ist abbildungsgemäß in seiner Grundstellung geöffnet und nimmt bei elektromagnetischer Erregung seine geschlossene Schaltstellung ein, in der das Ventilschließglied 14 am Ventilsitz 8 verharrt.
Zur Betätigung des Magnetankers 3 ist eine Magnetspule 1 außen an einer dünnwandigen, zweiteiligen Hülse des Ventilgehäuses 6 angeordnet, die erfindungsgemäß aus einem den Magnetfluss leitenden Hülsenabschnitt 7 und einem den Magnetfluss nicht leitenden Hülsenabschnitt 15 besteht, die zumindest reibschlüssig und überdies zur sicheren Befestigung und Abdichtung bevorzugt stoffschlüssig mittels einer Schweißnaht 21 miteinander verbunden sind.
Der den Magnetfluss leitende Hülsenabschnitt 7 ist abschnittsweise in den nicht magnetischen Hülsenabschnitt 15 eingepresst und am Außenmantel, der aus dem unmagnetischen Hülsenabschnitt 15 hervorsteht, zur Leitung des Magnetflusses von einem Jochblech 5 kraftschlüssig kontaktiert.
Weiterhin ist der von der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbare magnetische Hülsenabschnitt 7 an dem vom nichtmagnetischen Hülsenabschnitt 14 abgewandten Ende mit einem Deckel 28 dicht verschlossen, der mit einem in eine Öffnung des Magnetankers 3 gerichteten Vorsprung 20 versehen ist, wodurch der Magnetanker 3 einerseits durch den Vorsprung 20 als auch andererseits durch den unmagnetischen Hülsenabschnitt 15 mittig im magnetischen Hülsenabschnitt 7 ausgerichtet ist.
Damit kein unerwünschter magnetischer Streufluss entsteht, ist der Deckel 28 und der bevorzugt durch Tiefziehen von Dünnblech am Deckel 28 ausgeformte Vorsprung 20 aus einem unmagnetischen Werkstoff hergestellt.
Als weitere, vorteilhafte Besonderheit des Elektromagnetventils ist der Magnetanker 3 als Stufenanker ausgeführt, dessen Stufe 32 auf der Höhe des Übergangs vom magnetischen zum unmagnetischen Hülsenabschnitt 7, 15 ausgebildet ist, wodurch ein verlustarmer Übergang des Feldlinienverlaufs zwischen dem magnetischen Hülsenabschnitt 7 und dem Magnetanker 3 gewährleistet ist. Die Stufe 32 ist konstruktiv als Kegelstufe ausgeführt, die sich herstelltechnisch auch durch Kaltschlagen oder Fließpressen des Magnetankers 3 aus einem Rohling unproblematisch herstellen lässt. Die Stufe 32 begünstigt überdies den Flüssigkeitsaustausch beiderseits des Magnetankers 3.
Die Magnetspule 1 ist außen von dem den Magnetfluss leitenden Jochblech 5 umschlossen, das zur Aufnahme der Magnetspule 1 durch Tiefziehen von Dünnblech entsprechend an die Magnetspulenkontur angepasst ist. Zur elektrischen Energieversorgung der Magnetspule 1 ist das die Magnetspule 1 aufnehmende Jochblech 5 mit einer Durchgangsöffnung 13 versehen, durch die ein mit der Magnetspule 1 verbundener elektrischer Kontakt 23 flüssigkeitsdicht hindurchgeführt ist.
Innerhalb des den Magnetfluss leitenden Hülsenabschnitts 7 erstreckt sich der Magnetanker 3 bis etwa zur Hälfte seiner Länge. Der Magnetanker 3 ist durch einen sich in die Öffnung des Magnetankers 3 erstreckenden Vorsprung 20 innerhalb der zweiteiligen Hülse präzise zentriert und geführt. Der Vorsprung 20 ist ein Bestandteil eines die zweiteilige Hülse an ihrem oberen Ende verschließenden Deckels 28, der gleichfalls stoffschlüssig, vorzugsweise mittels einer Schweißnaht 21 mit dem magnetischen Hülsenabschnitt 7 verbunden ist. Eine weitere Schweißnaht 21 ist am unteren Ende der zweiteiligen Hülse angeordnet, welche die notwendige Verbindung des nicht magnetischen Hülsenabschnitts 15 mit dem patronenförmigen, den Magnetfluss leitenden Ventilgehäuse 6 im Bereich der Ventilgehäuseoberseite sicherstellt. Auf der Oberseite des Ventilgehäuses 6 liegt gleichfalls das magnetische Jochblech 5 mit seinem unteren Endabschnitt an.
Für das in Grundstellung geöffnete Elektromagnetventil ist als Magnetkern ein mittig in die Ventilpatrone eingepresster Hohlkolben vorgesehen, durch dessen mittige Stufenbohrung 16 ein Stößel 29 hindurchragt, dessen dem Ventilsitz 8 zugewandtes Ende das Ventilschließglied 14 bildet, während das vom Ventilsitz 8 abgewandte Stößelende unter der Wirkung einer in der Stufenbohrung 16 positionierten Druckfeder 17 an der dem Axialspalt 2 zugewandten Stirnfläche des Magnetankers 3 anliegt.
Vor dem Einsetzen des magnetischen Hülsenabschnitts 7 in den unmagnetischen Hülsenabschnitt wird von der Oberseite des Ventilgehäuses 6 der Magnetkern 25 abschnittsweise in das Ventilgehäuse 6 eingepresst. Der Magnetkern 25 erstreckt sich abbildungsgemäß lediglich so weit in den nicht magnetischen Hülsenabschnitt 15, dass zwischen dem Magnetkern 25 und dem Magnetanker 3 der für den Magnetankerhub erforderlicher Axialspalt 2 verbleibt, der ebenso wie ein zwischen ei ner Mantelfläche des Magnetankers 3 und dem magnetischen Hülsenabschnitt 7 vorgesehenen Radialspalt 4 während einer elektromagnetischen Erregung von Magnetfeldlinien überbrückt ist.
Der Boden des Ventilgehäuses 6 nimmt den Druckmittelkanal 9 und die mit dem weiteren Druckmittelkanal 10 versehene Ventilsitzhülse 26 auf, an deren Ventilsitz 8 das Ventilschließglied 14 elektromagnetisch betätigt anlegbar ist.
Um eine möglichst kostengünstige Herstellung zu ermöglichen, ist das Jochblech 5 und der Hülsenabschnitt 15 als Tiefziehteil, der Magnetanker 3 und der Magnetkern 25 als Kaltschlag- oder Fließpressteil ausgebildet. Auch das Ventilgehäuse 6 ist als Kaltschlagteil aus einem rohrförmigen Rohling hergestellt, dessen Außenkontur eine Gehäusestufe mit einer Ringnut 12 aufweist, in die zur Befestigung und Abdichtung des Ventilgehäuses 6 in einem Ventilblock 11 das gegenüber dem Ventilgehäuse 6 weichere Material des Ventilblocks 11 plastisch verdrängt ist.
Der den Magnetfluss leitende Hülsenabschnitt 7 vereinfacht die Herstellung des Jochblechs 5 als Tiefziehteil, das auf den äußeren Hülsenmantel des Hülsenabschnitts 7 aufgepresst ist. Auch der mit dem oberen Ende des magnetischen Hülsenabschnitts 7 verbundene, aus Dünnblech bestehende Deckel 28 als auch der hülsenförmige Vorsprung 20 am Deckel 28 sind besonders kostengünstig in einem Arbeitsgang im Tiefziehverfahren hergestellt.
Durch die aus der 1 ersichtlichen Konstruktion des mit dem dünnwandigen Deckel 28 verbundenen Hülsenabschnitts 7 ergibt sich unter Einhaltung eines minimalen Radialspalts 4 eine optimierte Magnetfeldwirkung bei vorteilhaft großer Radialspaltlänge zwischen dem Magnetanker 3 und dem Jochblech 5.
Ferner ist zur Verhinderung eines Kurzschlußstroms zwischen den das blockförmige Gehäuse (Ventilblock 11) in Richtung der Ventilaufnahmebohrung 18 durchdringende Ventilanschlüssen 24 zwischen dem Boden der Ventilaufnahmebohrung 18 und der am zapfenförmigen Ende der Ventilpatrone angeordneten Ventilsitzplatte 27 ein elastomere Ringdichtung 30 eingefügt.
Zwischen der Ventilsitzplatte 27 und einem darin eingepressten Plattenfilter 31 befindet ein Rückschlagventil 22, das differenzdruckabhängig eine Bypassöffnung in der Ventilsitzplatte 27 freigibt, sodass unabhängig von der offenen Stellung des Ventilschließgliedes 14 eine Verbindung zwischen den Ventilanschlüssen 24 möglich ist.
Das vorgestellte Elektromagnetventil kommt bevorzugt in einem schlupfgeregelten Kfz-Bremssystem zur Anwendung, wozu der nur abschnittsweise abgebildete Ventilblock 11 eine Vielzahl von Ventilaufnahmebohrungen 18 aufweist, die in mehreren Reihen zur Aufnahme des stromlos geschlossenen Elektromagnetventils in den Ventilblock 11 eingelassen sind. Hierdurch ergibt sich ein besonders kompaktes Bremsgerät, dessen Ventilblock 11 aufgrund der geringen Bauhöhe der abgebildeten Elektromagnetventile insgesamt sehr flach baut. Im Zusammenspiel mit einem stromabwärts zu jeder Radbremse angeordneten weiteren Elektromagnetventil lässt sich mittels einer geeigneten Steuerelektronik im Schlupfregelfall den Bremsdruckauf- und den Bremsdruckabbau in der Radbremse regeln.
Zusammenfassend ergibt sich durch die vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Merkmale ein besonders niedrig bauendes Elektromagnetventil mit einer gegenüber den bisher bekannten Ventilen besonders präzisen, reibungsarmen Zentrierung des Magnetankers 3 im Ventilgehäuse 6.
Wie aus 1 ersichtlich ist, sind alle zitierten Bauteile rotationssymmetrisch zur Ventillängsachse ausgerichtet, wodurch eine automatengerechte Herstellung und Montage der Bauteile begünstigt wird.

1: Magnetspule
2: Axialspalt
3: Magnetanker
4: Radialspalt
5: Jochblech
6: Ventilgehäuse
7: Hülsenabschnitt
8: Ventilsitz
9: Druckmittelkanal
10: Druckmittelkanal
11: Ventilblock
12: Ringnut
13: Durchgangsöffnung
14: Ventilschließglied
15: Hülsenabschnitt
16: Stufenbohrung
17: Druckfeder
18: Ventilaufnahmebohrung
19: Filterelement
20: Vorsprung
21: Schweißnaht
22: Rückschlagventil
23: Kontakt
24: Ventilanschluss
25: Magnetkern
26: Ventilsitzhülse
27: Ventilsitzplatte
28: Deckel
29: Stößel
30: Ringdichtung
31: Plattenfilter
32: Stufe

Claims

Elektromagnetventil, welches zum Verbinden oder Trennen von Druckmittelkanälen in einem Ventilgehäuse ein mit einem Magnetanker zusammenwirkendes Ventilschließglied aufnimmt, das auf einen Ventilsitz im Ventilgehäuse gerichtet ist, mit einer Magnetspule zur Betätigung des Magnetankers, die auf einer Hülse am Ventilgehäuse aufgeschoben ist, sowie mit einem an der Hülse anliegenden Jochblech, das über die Magnetspule gestülpt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse einen den Magnetfluss leitenden und einen den Magnetfluss nicht leitenden Hülsenabschnitt (7, 15) aufweist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (7, 15) zweiteilig ausgeführt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Hülsenabschnitte (7, 15) stoffschlüssig, vorzugsweise mittels einer Schweißnaht (21) miteinander verbunden sind.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den Magnetfluss leitende Hülsenabschnitt (7) vom Jochblech (5) kraftschlüssig kontaktiert ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den Magnetfluss leitende Hülsenabschnitt (7) in den nicht magnetischen Hülsenabschnitt (15) abschnittsweise einge presst ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Hülsenabschnitt (7) an dem vom nichtmagnetischen Hülsenabschnitt (14) abgewandten Ende mit einem Deckel (28) dicht verbunden ist, der mit einem in eine Öffnung des Magnetankers (3) gerichteten Vorsprung (20) versehen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (3) durch den Vorsprung (20) als auch durch den unmagnetischen Hülsenabschnitt (15) mittig im magnetischen Hülsenabschnitt (7) ausgerichtet ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (28) und der Vorsprung (20) aus einem unmagnetischen Werkstoff bestehen.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (3) als Stufenanker ausgeführt ist, dessen Stufe () auf der Höhe des Übergangs vom magnetischen zum unmagnetischen Hülsenabschnitt (7, 15) ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe () als Kegelstufe ausgeführt ist.