DE102011085532A1

DE102011085532A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102011085532A1
Application number: DE102011085532A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2013-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, dessen Magnetanker (2) vom Magnetkern (3) durch einen Zwischenraum getrennt ist, wobei der Zwischenraum die Funktion einer Dämpfungskammer (1) umfasst, aus der Druckmittel in Abhängigkeit der Hubbewegung des Magnetankers (2) über einen sich in Radialrichtung verengenden Strömungsquerschnitt (A) entlang der Mantelfläche des Magnetankers (2) in Richtung des Ventilschließgliedes (3) verdrängbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 102 52 231 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil der gattungsbildenden Art bekannt geworden, mit einem Ventilgehäuse, in dem ein Ventilschließglied beweglich geführt ist, mit einem das Ventilschließglied betätigenden Magnetanker, der in Abhängigkeit von der elektromagnetischen Erregung einer am Ventilgehäuse angebrachte Ventilspule eine Hubbewegung in Richtung eines im Ventilgehäuse angeordneten Magnetkerns vollzieht, sowie mit einer Rückstellfeder, die in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung den Magnetanker in einem definierten Axialabstand vom Magnetkern positioniert, wobei der Magnetanker vom Magnetkern durch einen Zwischenraum getrennt ist.
Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Schaltgeräusch des gattungsbildenden Elektromagnetventils zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Diese werden anhand zweier Zeichnungen nachfolgend erläutert.
Es zeigen:
1 eine Vergrößerung der erfindungswesentlichen Einzelheiten eines Elektromagnetventils in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung, bestehend aus einer zwischen einem Magnetkern und einem Magnetanker eingespannten Rückstellfeder und einer im Zwischenraum zwischen dem Magnetkern und dem Magnetanker ausgebildeten Dämpfungskammer,
2 ausgehend von 1 das mit dem Magnetanker zusammenwirkende Ventilschließglied, das in der Ventilschließstellung unter der Wirkung der Rückstellfeder in einer Bohrungsstufe des Ventilsitzkörpers verharrt,
In der 1 ist eine Anwendung der Erfindung für ein elektromagnetisch nicht erregtes, in Grundstellung geschlossenes Elektromagnetventil gezeigt, dessen Ventilgehäuse 6 beispielhaft in Patronenbauweise ausgeführt ist. Das abgebildete Oberteil des Ventilgehäuses 6 ist als dünnwandige Ventilhülse gestaltet, in welcher ein zylinderförmiger Magnetanker 2 geführt ist. Oberhalb des Magnetankers 2 befindet sich ein stopfenförmiger Magnetkern 3, der das Ventilgehäuse 6 verschließt. Der Magnetanker 2 nimmt innerhalb seiner Stufenbohrung eine Rückstellfeder 15 mit linearem Kennlinienverlauf auf, die sich als Schraubendruckfeder mit ihrem aus dem Magnetanker 2 hervorstehenden Windungsende in Richtung der Stirnfläche des Magnetkerns 3 erstreckt. Der Magnetanker 2 verschließt folglich unter der Wirkung der Rückstellfeder 15 mit dem in 2 abgebildeten Ventilschließglied 5 den Durchlass eines im Ventilgehäuse 6 fixierten Ventilsitzkörper 8, sodass in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilgrundstellung die Druckmittelverbindung unterbrochen ist.
Durch eine auf dem Ventilgehäuse 6 angebrachte Ventilspule lässt sich auf an sich bekannte Weise elektromagnetisch erregt der Magnetanker 2 in Richtung auf den Magnetkern 3 bewegen, damit zur Herstellung einer Druckmittelverbindung das Ventilschließglied 5 vom Ventilsitzkörper 8 abgehoben werden kann.
Gemäß der 1 verharrt in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung der Magnetanker 2 in einem definierten Axialabstand vom Magnetkern 3, so dass der Magnetanker 2 vom Magnetkern 3 durch einen Zwischenraum getrennt ist, der erfindungsgemäß die Funktion einer Dämpfungskammer 1 umfasst, aus der abhängig vom Hub des Magnetankers 2 in Richtung des Magnetkerns 3 Druckmittel über einen sich radial nach außen verengenden Strömungsquerschnitt A verdrängt und nach unten umgelenkt wird, womit das Druckmittel entlang der Mantelfläche des Magnetankers 2 zum Ventilschließglied 3 gelangt.
Baulich erstreckt sich die Dämpfungskammer 1 in die dem Magnetanker 2 zugewandte Stirnfläche 16 des Magnetkerns 3, wozu die Stirnfläche 16 konkav gestaltet ist. An der Mantelfläche des Magnetankers 2 sind zwei Längsnuten 4 in symmetrischer Anordnung ausgebildet, über die ein Überströmen von Druckmittel aus der Dämpfungskammer 1 in Richtung des Ventilschließgliedes 5 erfolgt. Begrenzt durch eine konkav geformte Stirnfläche der Dämpfungskammer 1 und der planen Stirnfläche des Magnetankers 2 erstreckt sich der Strömungsquerschnitt A kontinuierlich verengt radial nach außen in Richtung der Wand des Ventilgehäuses 6.
Die konkav geformte Stirnfläche des Magnetkerns 3 weist im Bereich ihres Außendurchmessers eine plane Ringfläche 7 auf, an welcher die plane Stirnfläche des Magnetankers 2 anlegbar ist. Wird der Magnetanker 2 infolge der Bestromung der Ventilspule durch eine Magnetkraft in Richtung des Magnetkerns 3 gezogen, so erfolgt eine Verdrängung des in der Dämpfungskammer 1 befindlichen Druckmittels radial nach außen über den kontinuierlich verengten Strömungsquerschnitt A, wobei infolge der Annäherung der planen Stirnfläche des Magnetankers 2 an die plane Stirnfläche des Magnetkerns 3 die allseitige radiale Abströmung aus der Dämpfungskammer 1 zunehmend auf die Durchlassquerschnitte der beiden Längsnuten 4 reduziert ist, sodass zur Abbremsung des Magnetankers 2 dann ausschließlich über die Längsnuten 4 eine Verdrängung des in der Dämpfungskammer 1 befindlichen Druckmittels erfolgt. Der Magnetanker 2 wird also kurz vor dem Anschlagen an der planen Ringfläche 7 des Magnetkerns 3 so weit abgebremst, dass sich der Magnetanker 2 ohne störende Körperschallerzeugung hydraulisch gedämpft an der Ringfläche 7 des Magnetkerns 3 anlegt. Man spricht daher von einer sogenannten Einschaltdämpfung, wenn der Magnetanker 2 unter elektromagnetischer Erregung abgebremst zum Magnetkern 3 gezogen wird.
Eine sogenannte Ausschaltdämpfung des Elektromagnetventils gelangt zur Anwendung, wenn gemäß der 2 nach Unterbrechung der elektromagnetischen Erregung der Magnetanker 2 unter der Wirkung der Rückstellfeder 15 das Ventilschließglied 5 in Richtung des Ventilsitzkörpers 8 hydraulisch gedämpft bewegt, wobei durch die nachfolgend erläuterte besondere Ausgestaltung des Ventilsitzkörpers 8 das Ventilschließglied 5 gleichfalls hydraulisch abgebremst am Ventilsitzkörper 8 zur Anlage gelangt. Die 2 zeigt hierzu im Einzelnen im Längsschnitt das Unterteil des Elektromagnetventils, wobei das Ventilschließglied 5 als ein in den Ventilsitzkörper 8 eintauchender Kolben ausgeführt ist, wozu der Ventilsitzkörper 8 eine Stufenbohrung 9 aufweist, deren Durchmesser zur Bildung eines Drosselspalts 10 geringfügig größer ist als der Durchmesser des Kolbens, sodass der Kolben während des Eintauchens in die Stufenbohrung 9 infolge gedrosselter Druckmittelverdrängung aus dem Drosselspalt 10 eine Abbremsung erfährt. Der Kolben weist einen Kalotten- oder Kegeldichtsitz 11 auf, der in der geschlossenen, elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung des Ventilschließgliedes 5 an einer als Dichtkante 12 wirksamen Bohrungsstufe der Stufenbohrung 9 verharrt. Zwischen der Stufenbohrung 9 und dem Kalotten- oder Kegeldichtsitz 11 ist ein Hohlraum 13 vorgesehen, aus dem während des Eintauchens des Ventilschließgliedes 5 in die Stufenbohrung 9 das im Hohlraum 13 befindliche Druckmittel über den Drosselspalt 10 aus dem Ventilsitzkörper 8 verdrängt wird, womit die eingangs erwähnte Ausschaltdämpfung beim Eintauchen des Kolbens in die Stufenbohrung 9 zustande kommt. Ferner weist der Ventilsitzkörper 8 eine trichterförmige Einführschräge 14 auf, sodass mit dem Herabgleiten des Kolbens entlang der Einführschräge 14 bereits eine gewisse Kolbenabbremsung erfolgt, bevor der Kolben eine weitere Verzögerung in der sich anschließenden Stufenbohrung 9 erfährt.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfungskammer
2: Magnetanker
3: Magnetkern
4: Längsnut
5: Ventilschließglied
6: Ventilgehäuse
7: Ringfläche
8: Ventilsitzkörper
9: Stufenbohrung
10: Drosselspalt
11: Kegeldichtsitz
12: Dichtkante
13: Hohlraum
14: Einführschräge
15: Rückstellfeder
16: Stirnfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10252231 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für Kraftfahrzeug-Radschlupfregelsysteme, mit einem Ventilgehäuse, in dem ein Ventilschließglied beweglich geführt ist, mit einem Magnetanker zur Betätigung des Ventilschließgliedes, der in Abhängigkeit von der elektromagnetischen Erregung einer am Ventilgehäuse angebrachte Ventilspule eine Hubbewegung in Richtung eines im Ventilgehäuse angeordneten Magnetkerns vollzieht, sowie mit einer Rückstellfeder, die in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung den Magnetanker in einem definierten Axialabstand vom Magnetkern positioniert, so dass der Magnetanker vom Magnetkern durch einen Zwischenraum getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum die Funktion einer Dämpfungskammer (1) umfasst, aus der in Abhängigkeit der Hubbewegung des Magnetankers (2) Druckmittel über einen sich in Radialrichtung verengenden Strömungsquerschnitt (A) entlang der Mantelfläche des Magnetankers (2) in Richtung des Ventilschließgliedes (3) verdrängbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dämpfungskammer (1) in die dem Magnetanker (2) zugewandte Stirnfläche des Magnetkerns (3) erstreckt, wozu die Stirnfläche (16) des Magnetkerns (3) konkav gestaltet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Mantelfläche des Magnetankers (2) wenigstens eine Längsnut (4) ausgebildet ist, über die ein Überströmen von Druckmittel aus der Dämpfungskammer (1) in Richtung des Ventilschließgliedes (5) erfolgt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der baulich verengte Strömungsquerschnitt (A) begrenzt durch eine konkav geformte Stirnfläche der Dämpfungskammer (1) und der planen Stirnfläche des Magnetankers (2) radial in Richtung der Wand des Ventilgehäuses (6) erstreckt.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konkav geformte Stirnfläche (16) des Magnetkerns (3) im Bereich ihres Außendurchmessers eine plane Ringfläche (7) aufweist, an welcher die plane Stirnfläche des Magnetankers (2) anlegbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass infolge einer elektromagnetischen Betätigung des Magnetankers (2) zum Zeitpunkt des Anlegens seiner planen Stirnfläche an der planen Ringfläche (7) des Magnetkerns (3) der Strömungsquerschnitt zwischen dem Magnetanker (2) und dem Magnetkern (3) auf die Größe der Längsnut (4) reduziert ist, sodass ausschließlich über die Längsnut (4) eine hydraulische Verbindung in Richtung des Ventilschließgliedes (5) besteht.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (5) als ein in den Ventilsitzkörper (8) eintauchender Kolben ausgeführt ist, wozu der Ventilsitzkörper (8) eine Stufenbohrung (9) aufweist, deren Durchmesser zur Bildung eines Drosselspalts (10) geringfügig größer ist als der Durchmesser des Kolbens, sodass der Kolben während des Eintauchens in die Stufenbohrung (9) infolge gedrosselter Druckmittelverdrängung eine Abbremsung erfährt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben einen Kalotten- oder Kegeldichtsitz (11) aufweist, der in der elektromagnetisch nicht erregten Schaltstellung des Ventilschließgliedes (5) an einer als Dichtkante (12) wirksamen Bohrungsstufe der Stufenbohrung (9) verharrt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Stufenbohrung (9) und dem Kalotten- oder Kegeldichtsitz (11) ein Hohlraum (13) vorgesehen ist, aus dem während des Eintauchens des Ventilschließgliedes (5) in die Stufenbohrung (9) das im Hohlraum (13) befindliche Druckmittel über den Drosselspalt () aus dem Ventilsitzkörper (8) verdrängbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzkörper (8) eine trichterförmige Einführschräge (14) aufweist, an der sich die Stufenbohrung (9) anschließt.