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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Magnetspule gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren zur Herstellung gemäß Anspruch
12.
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Die
Anordnung mit Magnetspule ist beispielsweise Teil eines Magnetventils
zur Steuerung eines hydraulischen Flusses. Insbesondere kann die Anordnung
mit Magnetspule Teil eines Magnetventils für ein Antiblockiersystem
eines Kraftfahrzeuges sein.
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Im
Stand der Technik sind eine Vielzahl von Anordnungen mit einer Magnetspule
bekannt. Beispielsweise ist aus
DE 19 833 498 A1 ein Steuergerät für
eine hydraulische Bremse bekannt, das eine Hydraulikeinheit mit
einer Ventileinheit eines Magnetventils aufweist, wobei an einer
Seitenfläche der Hydraulikeinheit Abdeckung vorgesehen
ist, wobei eine elektronische Steuereinheit mit einer Spuleneinheit des
Magnetventils vorgesehen ist, und wobei an einer Öffnungsseite
der Abdeckung eine Spulenhalterung vorgesehen ist, die mit einem
unteren Teil der Spuleneinheit in elastischem Kontakt steht. Die
Spuleneinheit wird durch die Spulenhalterung und einen Deckel der
Abdeckung kraftschlüssig gehalten. Zwischen einem oberen
Teil der Spuleneinheit und dem Deckel oder zwischen einem unteren
Teil der Spuleneinheit und der Spulenhalterung ist ein elastisches Material
eingefügt. Das elastische Material, das zwischen dem oberen
Teil der Spuleneinheit und dem Deckel eingefügt ist, und
von Vorsprüngen umgeben ist, übt Druck auf die
Spuleneinheit aus und zwingt die Spuleneinheit durch die Gegenkraft
des Deckels in eine Richtung weg vom Deckel. Das elastische Material
kann ein Gummimaterial mit einer ringförmigen Gestalt sein.
Im elastischen Material ist eine Öffnung ausgebildet, in
die ein konvexer Teil der Spuleneinheit eingefügt ist.
Das elastische Material besitzt die Funktion, die Spuleneinheit
mit der Magnetventilabdeckung kraftschlüssig zu verbinden
und die Funktion eines Dichtmaterials, um Bohrungen des Deckels
abzudichten. Die Spulenhalterung stellt eine Auflage dar, die die
Position des unteren Teils der Spuleneinheit bestimmt, und die Funktion
besitzt, auf die Spuleneinheit in Richtung des Deckels eine elastische
Kraft auszuüben. Die Spulenhalterung weist eine Öffnung
auf, durch die eine Ventileinheit gemäß der Position
des entsprechenden Magnetventils eingeführt ist. Die Federkraft
auf die Spulenhalterung wird ausgebildet, indem obere Vorsprünge
und untere Vorsprünge an beiden Oberflächen der
Spulenhalterung ausgebildet sind. Die auf der Spulenhalterung ausgebildeten
unteren Vorsprünge sind in elastischem Kontakt mit dem
Ventilblock. Deshalb wird die Spulenhalterung leicht deformiert,
um die deformierende Kraft an die unteren Fläche der Spuleneinheit über
die oberen Vorsprünge zu übertragen. Als Ergebnis
wird die durch das elastische Material ausgebildete, kraftschlüssig
auf die oberen und unteren Teile der Spuleneinheit und die Spulenhalterung
wirkende Kraft größer als vor dem Zusammenbau
des Ventilblockes.
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Weiterhin
ist aus
DE 69 809
501 T2 eine Magnetventilanordnung mit elastischem Mittel
zur Befestigung auf einem Stützblock, wie einem Hydraulikblock,
vorgesehen. Die Elektromagnetventilanordnung weist ein Magnetventil
auf, das sich aus einer Spule und einer Polmasse zusammensetzt,
und Federmittel aufweist, die dazu bestimmt sind, das Elektromagnetventil
an einen Träger, etwa einen Hydraulikblock, anzudrücken.
Dabei sind die Spule und die Polmasse voneinander getrennt und können
eine Relativbewegung zueinander ausführen. Zudem ist das
Haltefedermittel einerseits zwischen der Spule und dem Träger
und andererseits zwischen der Spule und der Polmasse eingefügt.
Die Federmittel sind aus Blöcken aus nachgiebigem Material,
wie etwa Gummi, gebildet.
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Dazu
ist ein Block aus nachgiebigem Material, wie etwa Gummi, zwischen
einer Wand und einer oberen Stirnseite der Polmasse eingefügt.
Weiterhin sind zweite elastische Tragmittel in Form einer Scheibe
zwischen einem Flansch und einem fest mit der Spule verbundenen
Gehäuse eingefügt, wobei die Polmasse am Flansch
anliegt. Durch die elastischen Tragmittel werden Lageveränderungen
der Spule und der Polmasse gegenüber einem Rechner aufgenommen.
Zudem wird erreicht, dass die Polmasse stets am Flansch anliegt.
Die Anordnung enthält ein Elektromagnetventil und einen
Flansch zum Befestigen desselben an einem Träger, wie etwa
einem Hydraulikblock, der mit einer Ausnehmung versehen ist, in
welcher ein Körper des Elektromagnetventils aufgenommen
ist. Beim Träger befestigten Flansch wird das Elektromagnetventil über
zusammenwirkende Abstützflächen des Flansches
und des Elektromagnetventils am Träger gehalten.
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Weiterhin
ist aus
DE 10
2005 041 240 A1 eine Magnetventil-Steuereinrichtung bekannt,
wobei die Magnetventil-Steuereinrichtung einen Boden aufweist, auf
dem ein Elastomerelement nach innen in das Steuergehäuse
vorstehend angeordnet ist. Auf dem Elastomerelement ist ein Magnetspulen-Joch vorgesehen,
wobei das Magnetspulen-Joch mittels des Elastomerelementes zusammen
mit einem Steuergehäuse direkt auf eine Außenseite
einer Hydraulikeinrichtung gedrückt wird und dabei eine
Magnetventileinheit der Hydraulikeinrichtung innen aufnimmt. Einerseits
ist das Elastomerelement als ein Lager und andererseits ist die
Außenseite der Hydraulikeinrichtung als ein Widerlager
für das Magnetspulen-Joch vorgesehen, wodurch das Magnetspulen-Joch
spielfrei im Steuergehäuse gehalten ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung mit einer Magnetspule
mit einem elastischen Element bereitzustellen, das einfacher hergestellt
werden kann, kostengünstiger ist und individuell an ein
Steuerventil angepasst werden kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Anordnung gemäß Patentanspruch
1 und durch das Verfahren gemäß Patentanspruch
12 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausbildungsformen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht
darin, dass der Aufbau einfach ist und eine verbesserte elastische
Befestigung der Magnetspule möglich ist. Da das elastische
Element auf dem Jochboden, d. h. einer Jochplatte, aufgebracht ist,
die direkt über der Magnetspule angeordnet ist. Dadurch ist
eine direkte Kraftübertragung auf die Magnetspule möglich.
Somit ist die Gefahr einer Verkippung oder eines Einleitens eines
Drehmomentes in die Magnetspule bei der Montage mit einer Anlagefläche
reduziert.
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Zudem
wird das elastische Element auf ein kostengünstiges und
leicht zu demontierendes Bauteil, den Jochboden, aufgebracht, so
dass bei einem Defekt am elastischen Element nur das kostengünstige
Bauteil erneuert werden muss. Dadurch ist es möglich, die
Kosten für die Reparatur von Ausschussteilen zu reduzieren.
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Weiterhin
weist ist der Jochboden symmetrisch zu einer Mittenachse der Magnetspule
und weist zudem im wesentlichen einen gleichen oder mindestens einen ähnlichen
Querschnitt wie die Magnetspule auf. Somit kann das elastische Element vorab
auf den Jochboden aufgebracht werden. Nach dem Aushärten
wird der Jochboden mit dem elastischen Element am Jochgehäuse
befestigt. Aufgrund der Form des Jochbodens und der Symmetrie in
bezug auf die Montageposition kann der Jochboden ohne aufwendige
Justierung in die zylinderförmige Öffnung des
Jochgehäuses montiert werden.
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Die
Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch eine Anordnung mit einer Magnetspule,
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2 einen
Querschnitt durch Anordnung mit einer Magnetspule und mit einem
Magnetventil,
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3 eine
Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des elastischen
Elementes,
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4 eine
Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des elastischen
Elementes und
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5 eine
Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des elastischen
Elements.
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1 zeigt
einen Teilausschnitt einer Anordnung mit mindestens einer Magnetspule,
wobei ein erstes Gehäuse 1 mit einer Bodenplatte 2 und
einer Seitenwand 3 vorgesehen ist. Im ersten Gehäuse 1 ist
eine Spuleneinheit 4 als Magnetspule vorgesehen, wobei
die Spuleneinheit 4 einen Spulenkörper 5 umfasst,
der im Wesentlichen in Form einer zylinderförmigen Hülse
mit einer ersten und einer zweiten ringscheibenförmigen
Abdeckplatte 7, 8 ausgebildet ist, wobei die Abdeckplatten 7, 8 an
gegenüberliegenden Enden des Spulenkörpers 5 ausgebildet sind.
Der Spulenkörper 5 weist eine mittige zylinderförmige
Ausnehmung 6 auf. Auf einer Außenseite des Spulenkörpers 5 ist
ein Spulendraht in Form einer zylinderförmigen Spule 9 aufgewickelt,
wobei der Spulendraht zwischen der ersten und der zweiten Abdeckplatte 7, 8 angeordnet
ist. Der Spulenkörper 5 ist über ein
erstes Befestigungselement 10 an der Bodenplatte 2 befestigt.
Das Befestigungselement 10 ist an der ersten Abdeckplatte 7 ausgebildet,
wobei die erste Abdeckplatte 7 der Bodenplatte 2 zugeordnet ist.
Das Befestigungselement 10 kann als Stift ausgestaltet
sein, der in eine Ausnehmung der Bodenplatte 2 eingesteckt
ist. Zum besseren Verrasten kann der Stift eine Kontur oder Riffelung
aufweisen, die mit einer entsprechenden Kontur oder Riffelung einer
Innenwand der Ausnehmung der Bodenplatte in Eingriff gelangen kann.
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Die
Spuleneinheit 4 ist in einem Jochgehäuse 12 angeordnet,
wobei das Jochgehäuse 12 einen ringförmigen
Jochboden 13 aufweist, der der Bodenplatte 2 zugeordnet
ist. An einem Innenrand des Jochbodens 13 ist eine erste
Jochhülse 14 vorgesehen, die ausgehend vom Jochboden 13 in
die Ausnehmung 6 des Spulenkörpers 5 teilweise
hineinragt. Weiterhin ist an einer Außenseite des Jochbodens 13 eine
zweite Jochhülse 15 vorgesehen, die ausgehend
vom Jochboden 13 entlang der Spuleneinheit 4 bis
zur zweiten Abdeckplatte 8 des Spulenkörpers 5 geführt
ist. Weiterhin ist ein zweiter Jochboden 16 angeordnet,
der an einer Außenseite der zweiten Abdeckplatte 8 angeordnet
ist und mit einem Außenrand in Kontakt mit einer Innenseite
der zweiten Jochhülse 15 steht. Der zweite Jochboden 16 ist
in Form einer kreisringförmigen Fläche ausgebildet, wobei
eine mittige Öffnung 17 des zweiten Jochbodens 16 im
Wesentlichen symmetrisch zur Ausnehmung 6 des Spulenkörpers 5 angeordnet
ist. Der zweite Jochboden weist eine symmetrische form in bezug
auf einen Kreismittelpunkt auf. Damit ist eine Ausrichtung des zweiten
Jochbodens bei der Montage in die zweite Jochhülse nicht
erforderlich. Die zweite Jochhülse umfasst eine kreisflächige Öffnung, in
die der zweite Jochboden 16 zur Montage eingesteckt wird.
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Der
erste Jochboden 13 weist eine erste Ausnehmung 18 auf,
durch die das Befestigungselement 10 geführt ist.
Weiterhin weist der erste Jochboden 13 eine zweite Ausnehmung 19 auf,
durch die elektrische Anschlüsse 11 des Spulendrahtes
von der Spule 9 über eine Durchführung
der Bodenplatte 2 zu einer Leiterplatte 20 geführt
sind. Die Leiterplatte 20 ist außerhalb des ersten
Gehäuses 1 angeordnet und weist elektrische Schaltungen 21 auf,
die mit den Anschlüssen 11 verbunden sind, und
die zur Steuerung der Spuleneinheit 4 vorgesehen sind.
Die Leiterplatte 20 kann in einem weiteren Gehäuse
oder an der Bodenplatte 2 des ersten Gehäuses
befestigt sein.
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Die
elektrische Schaltung kann eine Steuerschaltung zum Steuern eines
Magnetfeldes durch die Spuleneinheit 4 darstellen.
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Insbesondere
kann die elektrische Schaltung 21 ein Steuergerät
zur Steuerung eines Magnetventils, insbesondere zur Steuerung eines
Magnetventils eines Antiblockiersystems oder eines elektronischen Stabilitätsprogramms
zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges ausgebildet sein.
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Der
Jochboden 13 liegt vorzugsweise auf Auflageelementen 22 der
Bodenplatte 2 auf. Die Auflageelemente 22 können
in Form von einzelnen Stegen oder in Form eines Ringsteges ausgebildet
sein. Die erste Abdeckplatte 7 weist einen Abstand D zum Jochboden 13 auf,
wobei der Jochboden 13 und die erste Abdeckplatte 7 im
Wesentlichen parallel angeordnet sind. Durch den Abstand D können
unterschiedliche thermische Längenendungen ausgeglichen
werden.
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Auf
einer Außenseite des zweiten Jochbodens 16 ist
wenigstens ein elastisches Element 23 angeordnet. Das elastische
Element ist aus einem hitzebeständigen Material ausgebildet,
das vorzugsweise Temperaturen von bis zu 140°C ohne eine
Beschädigung des elastischen Elementes verträgt.
Das elastische Element kann beispielsweise wenigstens teilweise
aus Silikon hergestellt sein. In einer weiteren Ausführungsform
besteht das elastische Element 23 aus Silikon. Das elastische
Element 23 kann mithilfe einer Klebeverbindung auf dem
zweiten Jochboden 16 befestigt werden. In einer weiteren
Ausführungsform wird das elastische Element 23 mithilfe
eines Spritzvorganges direkt auf den zweiten Jochboden 16 aufgespritzt.
Beim Aushärten wird eine haftende Verbindung zwischen dem
elastischen Element und dem zweiten Jochboden hergestellt. Nach einem
Aushärtvorgang, der beispielsweise in einem Aushärteofen
durchgeführt werden kann, ist das elastische Element 23 fertig
gestellt. Abhängig von dem verwendeten Material kann die
Aushärtung des aufgespritzten elastischen Elementes 23 auch
ohne einen Aushärtofen durchgeführt werden. Der
Aufspritzvorgang eignet sich insbesondere bei einem elastischen
Element 23, das wenigstens teilweise aus Silicon oder vollständig
aus Silicon besteht. 1 zeigt das elastische Element 23 im
unbelasteten Zustand.
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Zur
Herstellung eines Magnetventils wird die Magnetspule mit einer Ventileinheit 24 verbunden, wobei
die Ventileinheit am ersten Gehäuse 1 montiert wird,
wie in 2 dargestellt ist. Die Ventileinheit 24 weist
ein zweites Gehäuse 25 mit einer zweiten Bodenplatte 26 auf,
wobei durch die zweite Bodenplatte 26 ein beweglich gelagertes
Schließglied 27 geführt ist. Das beweglich
gelagerte Schließglied 27 ist in die Ausnehmung 6 der
Spuleneinheit 4 geführt. Das Schließglied 27 steht
in Wirkverbindung mit einer Steueröffnung eines Ventils,
das zur Steuerung einer Flüssigkeit dient. Abhängig
von der Bestromung der Spule 9 wird das bewegliche Schließglied 27 in
axialer Richtung in der Ausnehmung 6 bewegt. Durch die Position
des Schließgliedes 27 wird ein Öffnungsquerschnitt
der Steueröffnung eingestellt. Durch die Größe
der Steueröffnung wird ein hydraulischer Fluss eines Steuermittels
festgelegt. Das Steuermittel kann beispielsweise ein Hydrauliköl
eines Bremssystems oder ein Hydrauliköl einer druckmittelunterstützten
Lenkung eines Kraftfahrzeuges sein. Die Ventileinheit 24 kann
Teil eines hydraulischen Drucksteuersystems sein. Zudem kann das
Steuermittel auch jede andere Art von Mittel, wie z. B. Kraftstoff, umfassen.
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Im
montierten Zustand ist die zweite Bodenplatte 26 mit der
Seitenwand 3 des ersten Gehäuses 1 verbunden,
wobei die zweite Bodenplatte 26 als Anlagefläche
dient, gegen die das elastische Element 23 gedrückt
wird, sodass das elastische Element 23 wenigstens teilweise
unter Druckspannung steht.
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3 zeigt
eine Draufsicht auf den zweiten Jochboden 16, wobei drei
elastische Elemente 23 vorgesehen sind, die im Wesentlichen
punktförmig ausgebildet sind und in gleichen Winkelabständen
in bezug auf eine Mittenachse der 28 der Ausnehmung 6 auf
dem kreisscheibenförmigen zweiten Jochboden 16 angeordnet
sind. Beispielsweise sind die Winkelabstände zwi schen einer
Mittenachse 28 der Ausnehmung 6 der Spuleneinheit 4 und
zwei benachbarten elastischen Elementen 23 jeweils 120°.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform
können die Winkel zwischen zwei benachbarten elastischen
Elementen 23 auch variieren, wobei jedoch ein maximaler
Abstand zwischen zwei benachbarten elastischen Elementen kleiner
als 180° sein soll. Abhängig von der gewählten
Ausführungsform können auch zwei oder mehr als
drei elastische Elemente 23 auf dem zweiten Jochboden 16 ausgebildet
sein. Bei mehr als drei elastischen Elementen können auch
diese mit gleichen Winkeln zwischen jeweils zwei benachbarten elastischen
Elementen angeordnet sein.
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4 zeigt
eine weitere Anordnung von elastischen Elementen 23, die
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht punktförmig,
wie in 3, sondern länglich in Form von Zylindern,
insbesondere in Form von Kreisbogensegmenten auf dem zweiten Jochboden 16 angeordnet
sind. Beispielsweise weisen die drei elastischen Elemente 23 den
gleichen radialen Abstand zu einer Mittenachse der Ausnehmung 6 des
Spulenkörpers 3 auf. Zudem weisen die elastischen
Elemente 23 jeweils den gleichen Querschnitt und die gleiche
Länge auf. Die elastischen Elemente 23 sind in
Form von gebogenen Zylindern ausgebildet und werden beispielsweise
durch das Aufspritzen mit einer Spritzdüse hergestellt.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsform des elastischen Elementes 23,
das in dieser Ausführungsform als Ring, insbesondere als
geschlossener Ring, vorzugsweise als Kreisring auf dem zweiten Jochboden 16 ausgebildet
ist, der vorzugsweise symmetrisch zur Mittenachse 28 angeordnet
ist, sodass der Kreismittelpunkt des kreisringförmigen
elastischen Elementes 23 mit der Mittenachse 28 übereinstimmt.
Das elastische Element kann auch anstelle der Form eines geschlossenen
Ringes auch die Form eines offenen Ringes aufweisen. Auch in diesen
Ausführungsform kann das elastische Element 23 mithilfe
eines Spritzvorganges direkt auf den zweiten Jochboden 16 aufgespritzt
werden.
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Zur
Halterung der Spuleneinheit 4 können noch Halteelemente,
beispielsweise in Form einer zylinderförmigen Hülse,
an der Bodenplatte 2 ausgebildet sein, in denen das Jochgehäuse 12 mit
der Spuleneinheit 4 angeordnet ist.
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In
den Figuren ist jeweils nur eine Magnetspule und ein Ventil mit
einem Schließglied dargestellt. Abhängig von der
gewählten Ausführungsform können eine
Vielzahl von Magnetspulen und eine Vielzahl von Ventilen vorgesehen
sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19833498
A1 [0003]
- - DE 69809501 T2 [0004]
- - DE 102005041240 A1 [0006]