DE102007018966A1

DE102007018966A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102007018966A1
Application number: DE102007018966A
Authority: DE
Inventors: Marcus Forche; Christian Courth; Axel Nieder-Vahrenholz; Jan Hoffmann; Harald Dr. Biller; Jochen Klein; Fabian Wey
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2007-04-21
Publication date: 2008-04-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere Proportionaldrosselventil für regelbare Stoßdämpfer, bestehend aus einem Gehäuse, das einen Hülsenabschnitt (6) aufweist, in dem als Bestandteil eines Magnetantriebs ein Magnetanker (4) axial bewegbar geführt ist, mit einem über den Magnetanker (4) betätigbaren Ventilschließglied (3), das mit einem im Gehäuse angeordneten Ventilsitz (2) zusammenwirkt, um einen Durchlass zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Druckmittelkanal 15, 16 einstellen zu können, sowie mit einer am Gehäuse fixierten Elektrospule (13) zur Erzeugung einer Magnetkraft zur Hubbetätigung des Magnetankers (4) in Abhängigkeit der Größe eines Magnetkreises. Die Erfindung sieht vor, dass durch eine variable, magnetisch wirksame Fläche (17) in einem radialen magnetischen Übergang des Magnetkreises die Magnetkraft veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere ein Proportionaldrosselventil für regelbare Stoßdämpfer, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus DE 197 22 216 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil bekannt, das als Proportionaldrosselventil für einen regelbaren Stoßdämpfer eingesetzt wird. Bei einem derartigen Elektromagnetventil kommt der Genauigkeit des durch Stromvorgabe steuerbaren Durchflussquerschnitts besondere Bedeutung zu. Das Elektromagnetventil sieht hierzu eine Einstellung der Ventilkennlinie durch Verzweigung des Magnetkreises in einen Haupt- und einen Nebenpfad vor, wozu über einen veränderbaren axialen Luftspalt der magnetische Widerstand innerhalb des Magnetkreises beeinflusst wird. Diese Art und Weise der Magnetkreisbeeinflussung erfordert jedoch einen entsprechend großen Bauaufwand sowie aufwendige Sicherungsmaßnahmen, um ein unzulässiges Verstellen nach erfolgter Justierung des Magnetkreises ausschließen zu können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung vorgenannter Nachteile ein Elektromagnetventil der angegebenen Art möglichst kompakt bauend auszuführen und mit möglichst einfachen, funktionssicheren Mitteln einstellen zu können.
Diese Aufgabe wird für ein Elektromagnetventil der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Elektromagnetventil, das bevorzugt als Proportional-Vorsteuerventil für einen regelbaren Stoßdämpfer verwendet wird,
2, 3 das in 1 gezeigte Elektromagnetventil jeweils in einer Perspektivansicht zur Verdeutlichung des für den Magnetkreis erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einstellprinzips.
Die 1 zeigt das erfindungsgemäße Elektromagnetventil, das bevorzugt als Proportionaldrosselventil für regelbare Stoßdämpfer zum Einsatz gelangt, bestehend aus einem zweiteiligen Gehäuse, in dessen nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt 6 ein Magnetanker 4 axial beweglich geführt ist. Der Magnetanker 4 ist über einen Stößel mit einem Ventilschließglied 3 verbunden, das mit einem im magnetisierbaren Abschnitt 1 des Gehäuses angeordneten Ventilsitz 2 zusammenwirkt. Über die Größe des Durchlassquerschnitts am Ventilsitz 2 ist innerhalb des Gehäuses zwischen einem ersten und einem zweiten Druckmittelkanal 15, 16 eine Proportionalregelung des Druckmittels in Abhängigkeit einer am Gehäuse fixierten Elektrospule 13 möglich, die den Magnetanker 4 entsprechend proportional betätigt.
Der Durchlassquerschnitt kann sowohl vollständig geschlossen als auch durch variable Hubverstellung des Magnetankers 4 stufenlos verändert werden, wozu die Hubverstellung im Kraftgleichgewicht zwischen einer Federkraft der Regelfeder 5 und einer vom Magnetanker 4 auf das Ventilschließglied 3 ausgeübten Magnetkraft erfolgt, die von der an der Elektrospule 13 angelegten Größe des elektrischen Stroms abhängt, wozu ein geeignetes Steuergerät verwendet wird.
Baulich sind der Magnetanker 4 und das Ventilschließglied 3 über den Stößel präzise innerhalb des zweiteiligen Gehäuses geführt, wozu das oberhalb des Magnetankers 4 hervorstehende Stößelende innerhalb eines kappenförmig geschlossenen Endbereichs des nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitts 6 aufgenommen ist, während der unterhalb des Magnetankers 4 hervorstehende Stößelabschnitt innerhalb einer in den magnetisierbaren Abschnitt 1 des Gehäuses eingepressten Buchse 8 axial beweglich gelagert ist.
Die Erfindung sieht im Sinne einer präzisen Einstellung der Magnetkraft ein Einjustieren einer magnetisch wirksamen Fläche 17 in einem radialen magnetischen Übergang des Magnetkreises vor, sodass gezielt Einfluss auf die Größe der Magnetkraft durch Variation der Größe der Fläche 17 genommen werden kann. Hierzu befindet sich die magnetisierbare Fläche 17 zwischen der Elektrospule 13 und dem nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt 6 des Gehäuses angeordnet. Die präzise Einjustierung der gewünschten Magnetkraft erfolgt hierbei auf besonders einfache Weise stufenlos durch eine relative Drehbewegung zwischen einer Magnetkreis-Rückschlusshülse 7 (nachfolgend Rückschlusshülse genannt) und der Elektrospule 13. Die gut zugängliche Rückschlusshülse 7 ist hierzu direkt zwischen einer die Elektrospule 13 teilweise umfassenden Jochhülse 11 und dem nicht magnetischen Hülsenabschnitt 6 des Gehäuses spielfrei eingesetzt.
Der Magnetkreis wird aus dem magnetisierbaren Abschnitt 1 des Gehäuses, dem Magnetanker 4, der Rückschlusshülse 7 und der die Elektrospule 13 außen umgreifenden Jochhülse 11 gebildet, während der nicht magnetisierbare Hülsenabschnitt 1 des Gehäuses ausschließlich die Abdichtung des Magnetankerraums, die Führung des Magnetankers 4 sowie das Tragen der magnetisierbaren Rückschlusshülse 7 übernimmt, die auf dem Hülsenabschnitt 6 aufgepresst ist.
Die Jochhülse 11 weist einen auf die Rückschlusshülse 7 gerichteten Vorsprung 14 auf, der zur Variation der Größe der magnetisch wirksamen Fläche 17 über den Innenumfang mit Aussparungen 12 versehen ist, die zur Beeinflussung des magnetischen Übergangs je nach verdrehabhängiger Relativstellung zwischen Jochhülse 11 und Rückschlusshülse 7 teilweise oder vollständig durch eine kronenförmige Mantelfläche der Rückschlusshülse 7 verdeckt sind. Die Größe der magnetisch wirksamen Fläche 17 wird somit durch den Überdeckungsgrad der Kronenkontur 9 im Bereich des mit den Aussparungen 12 versehenen Vorsprungs 14 bestimmt, sodass mit zunehmenden Überdeckungsgrad (d.h.: die magnetisch wirksame Fläche 17 nimmt zu) der Wirkungsgrad des Magnetkreises entsprechend zunimmt, während bei abnehmenden Überdeckungsgrad (d.h.: die magnetisch wirksame Fläche 17 nimmt ab) der Wirkungsgrad des Magnetkreises entsprechend abnimmt.
Die verdrehabhängige Einjustierung der Magnetkraft erfolgt zweckmäßigerweise bei der Montage der Elektrospule 13 auf das bereits funktionsfähig mit dem Magnetanker 4, dem Ventilschließglied 3, dem Ventilsitz 2 und der Regelfeder 5 bestückte und zusammengefügte zweiteilige Gehäuse, dessen Hül senabschnitt 6 bereits die Rückschlusshülse 7 mittels Pressverbindung trägt, wobei zur Einjustierung der Magnetkraft entweder der Abschnitt 1 des Gehäuse (Gehäuseunterteil) oder die Elektrospule 13 über ihre Jochhülse 11 relativ zueinander verdreht werden, bis unter elektromagnetischer Erregung ein der Sollgröße entsprechender Durchfluss bzw. Hub des Ventilschließgliedes 3 erreicht ist.
Nach der Einjustierung der Magnetkraft wird die Jochhülse 11 mit einer Verdrehsicherung versehen, wozu der an der Jochhülse 11 hervorstehende, magnetisierbare Abschnitt 1 mittels einer Außenverstemmung des Gehäusematerials fixiert wird.
Das vorgestellte Elektromagnetventil hat den Vorteil, dass mit kleinstem Herstellaufwand die Magnetkraft präzise eingestellt werden kann, wobei die zur Beeinflussung des Magnetkreises erforderlichen Konturen (Aussparung 12, Kronenkontur 9) automatengerecht als so genannte werkzeugfallende Teile (Jochhülse 11, Rückschlusshülse 7) hergestellt werden können.
Durch die Fixierung der Jochhülse 11 am Abschnitt 1 mittels der Außenverstemmung sind keine weiteren Sicherungsmaßnahmen nach Abschluss des Einstellprozesses erforderlich. Die Sollgröße, die dem hydraulische Durchfluss entspricht, sowie die Stellgröße, die dem elektrischen Strom entspricht, sind während des Einstellprozesses einfach und flexibel zu verändern, sodass nach Wunsch oder Bedarf jede spezifische Einstellung des Elektromagnetventils (beispielsweise „weiche” oder „harte" Ventilkennlinie für den regelbaren Stoßdämpfer) kostengünstig vorgenommen werden kann.
Ausgehend von den bisherigen Ausführungen zum Elektromagnetventil nach 1 zeigen hierzu die 2, 3 zwei Per spektivansichten des vorgestellten Elektromagnetventils, die sich lediglich durch unterschiedliche Überdeckungsgrade der zwischen der Rückschlusshülse 7 und dem Vorsprung 14 vorgesehenen magnetisch wirksamen Fläche 17 unterscheiden, weshalb bezüglich den weiteren abgebildeten Einzelheiten auf die vorstehenden Beschreibungsteile zu 1 verwiesen wird.

1: Abschnitt
2: Ventilsitz
3: Ventilschließglied
4: Magnetanker
5: Regelfeder
6: Hülsenabschnitt
7: Magnetkreis-Rückschlusshülse
8: Buchse
9: Kronenkontur
10: Anschlussstecker
11: Jochhülse
12: Aussparung
13: Elektrospule
14: Vorsprung
15: Druckmittelkanal
16: Druckmittelkanal
17: Fläche

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere Proportionaldrosselventil für regelbare Stoßdämpfer, bestehend aus einem Gehäuse, das einen Hülsenabschnitt aufweist, in dem als Bestandteil eines Magnetantriebs ein Magnetanker axial bewegbar geführt ist, mit einem über den Magnetanker betätigbaren Ventilschließglied, das mit einem im Gehäuse angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt, um einen Durchlass zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Druckmittelkanal einstellen zu können, sowie mit einer am Gehäuse fixierten Elektrospule zur Erzeugung einer Magnetkraft zur Hubbetätigung des Magnetankers innerhalb eines Magnetkreises, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine einstellbare, magnetisch wirksame Fläche (17) in einem radialen magnetischen Übergang des Magnetkreises die Magnetkraft veränderbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (17) zwischen der Elektrospule (13) und dem nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt (6) des Gehäuse angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Fläche (17) durch eine relative Drehbewegung zwischen einer Magnetkreis-Rückschlusshülse (7) und einer die Elektrospule (13) teilweise umfassenden Jochhülse (11) variabel einstellbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlusshülse (7) spielfrei zwi schen dem nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt (6) des Gehäuses und der Jochhülse (11) angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochhülse (11) einen auf die Rückschlusshülse (7) gerichteten Vorsprung (14) aufweist, der zur Variation der Größe der magnetisch wirksamen Fläche (17) mit Aussparungen (12) versehen ist, die zur Beeinflussung des magnetischen Übergangs teilweise oder vollständig durch die Mantelfläche der Rückschlusshülse (7) verdeckbar sind.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der magnetisch wirksamen Fläche (17) die Rückschlusshülse (7) im Überdeckungsbereich des mit den Aussparungen (12) versehenen Vorsprungs (14) eine Kronenkontur (9) aufweist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einjustierung der Magnetkraft durch die Relativdrehung der Jochhülse (11) zur Rückschlusshülse (7) die Jochhülse (11) mit einer Verdrehsicherung versehen ist, die mittels einer Außenverstemmung eines die Jochhülse (11) kontaktierenden magnetischen Abschnitts (1) erfolgt.