DE102011085533B4

DE102011085533B4 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102011085533B4
Application number: DE102011085533.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2023-12-14
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: DE102011085533A1

Abstract

Elektromagnetventil, insbesondere für Kraftfahrzeug-Radschlupfregelsysteme, mit einem Ventilgehäuse (3), in dem ein Ventilschließglied beweglich geführt ist, mit einem Magnetanker (1) zur Betätigung des Ventilschließgliedes, der in Abhängigkeit von der elektromagnetischen Erregung einer am Ventilgehäuse (3) angebrachte Ventilspule eine Hubbewegung in Richtung eines im Ventilgehäuse (3) angeordneten Magnetkerns (7) vollzieht, wobei in einer an der Mantelfläche des Magnetankers (1) umlaufenden Ringnut (2) ein axial beweglicher Ventilkörper (4) aufgenommen ist, wobei sich der Ventilkörper (4) zur formschlüssigen Drehlagenfixierung in der Ringnut (2) jeweils mit einem radialen Vorsprung (5) in eine in der Ringnut (2) eingeformte Vertiefung erstreckt, die vorzugsweise in der Ebene einer quer zur Ringnut (2) entlang der Mantelfläche des Magnetankers (1) verlaufenden Längsnut (10) gelegen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (4) einen elastisch aufweitbaren Bügelabschnitt (6) aufweist, an dessen Ende eine Ventilzunge (8) angeordnet ist, die wechselweise mit jeweils einer ihrer beiden Stirnflächen an einer von zwei die Ringnut (2) und die Längsnut (10) begrenzenden parallelen Nutwänden (9) anlegbar 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.
Zudem ist aus der DE 602 06 597 T2 ein weiteres Elektromagnetventil bekannt, welches ein Ventilgehäuse mit einem darin axial beweglich geführtem Ventilschließglied umfasst, wobei zur Betätigung des Ventilschließgliedes ein Magnetanker magnetisiert wird und dabei in Richtung eines im Ventilgehäuses angeordneten Magnetkerns gezogen wird, wobei in einer an der Mantelfläche des Magnetankers umlaufenden Ringnut ein axial beweglicher Ventilkörper aufgenommen ist, wobei zur formschlüssigen Drehlagenfixierung der Ventilkörper einen radial Vorsprung umfasst, welcher in eine in der Ringnut eingebrachte Vertiefung eingreift.
Es ist nunmehr die Aufgabe der Erfindung, das Schaltgeräusch des Elektromagnetventils zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Elektromagnetventil gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen nachfolgend aus den Unteransprüchen sowie aus mehreren Zeichnungen hervor.
Es zeigen:

1 eine Vergrößerung der erfindungswesentlichen Einzelheiten eines Elektromagnetventils im Längsschnitt in der Magnetankeranschlagstellung am Magnetkern, mit einer am Umfang des Magnetankers ausgebildeten Ringnut, die von einer Längsnut durchquert ist, wobei zur Herstellung eines definierten hydraulisch durchströmbaren und absperrbaren Verbindung entlang der Längsnut in die Ringnut ein Ventilkörper eingesetzt ist,
2 das Elektromagnetventil nach 1 mit dem Magnetanker in einer vom Magnetkern entfernten Position,
3 eine Draufsicht auf den clipsförmigen Ventilkörper,
4 eine Perspektivansicht auf das eine Ende einer in der Ringnut verrasteten Ventilzunge des Ventilkörpers,
5 eine perspektivische Gesamtansicht des Ventilkörpers nach erfolgter Montage am Magnetanker.

In den 1 bis 5 ist eine zweckmäßige Anwendung der Erfindung für ein elektromagnetisch nicht erregtes, in
Grundstellung geschlossenes Elektromagnetventil gezeigt, dessen Ventilgehäuse 3 beispielhaft in Patronenbauweise ausgeführt ist. Das in den 1 und 2 abschnittsweise abgebildete Oberteil des Ventilgehäuses 3 ist als dünnwandige Ventilhülse gestaltet, in welcher ein zylinderförmiger Magnetanker 1 entlang seinem Führungsbund 11 präzise und reibungsminimiert geführt ist. Oberhalb des Magnetankers 1 befindet sich ein stopfenförmiger Magnetkern 7, der das Ventilgehäuse 3 verschließt. Der Magnetanker 1 nimmt innerhalb seiner Stufenbohrung eine Rückstellfeder 12 mit linearem Kennlinienverlauf auf, die sich als Schraubendruckfeder mit ihrem aus dem Magnetanker 1 hervorstehenden Windungsende in Richtung der Stirnfläche des Magnetkerns 7 erstreckt und dort abstützt.
Die 1 zeigt den Magnetanker 1 in der elektromagnetisch erregten Anschlagstellung am Magnetkern 7, wodurch das Elektromagnetventil seine geöffnete Schaltstellung einnimmt, während nach 2 der Magnetanker 1 im elektromagnetisch nicht erregten Zustand unter der Wirkung der Rückstellfeder 12 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ventilschließglied den Durchlass eines im Ventilgehäuse 3 fixierten Ventilsitzkörpers verschließt, sodass der elektromagnetisch nicht erregten Ventilgrundstellung die Druckmittelverbindung unterbrochen ist.
Durch eine auf dem Ventilgehäuse 3 angebrachte Ventilspule lässt sich auf an sich bekannte Weise elektromagnetisch erregt der Magnetanker 1 in Richtung auf den Magnetkern 7 bewegen, damit zur Herstellung einer Druckmittelverbindung das
Ventilschließglied vom Ventilsitzkörper abgehoben werden kann.
Als wesentlicher Bestandteil der Erfindung geht aus der 1 hervor, dass beispielsweise zur Vermeidung eines störenden Magnetankeranschlaggeräuschs kurz vor der Kontaktierung des Magnetkerns 7 das zwischen dem Magnetanker 1 und dem Magnetkern 7 befindliche Druckmittel nur gedrosselt aus dem Zwischenraum 13 entlang der Mantelfläche des Magnetankers 1 nur über einen sehr kleinen Spalt vorbei am Ventilkörper 4 nach unten entweichen kann, da durch die Sperrwirkung des axial beweglich in einer Ringnut 2 des Magnetankers 1 angeordneten Ventilkörpers 4 der Querschnitt der Längsnut 10 durch eine an der unteren Nutwand 9 der Ringnut 2 anliegende Ventilzunge 8 weitgehend verschlossen ist.
Damit sich die Ventilzunge 8 nicht aus der Positionsebene der Längsnut 10 herausdrehen kann, ist aus den 4, 5 erkennbar, dass der Ventilkörper 4 in der Ringnut 2 formschlüssig fixiert ist. Demnach erstreckt sich der Ventilkörper 4 zur formschlüssigen Drehlagenfixierung jeweils mit einem radialen Vorsprung 5 in eine in der Ringnut 2 eingeformte Vertiefung, die in der Ebene der Längsnut 10 angeordnet ist, welche entlang der Mantelfläche des Magnetankers 1 verläuft und die Ringnut 2 durchquert.
Gemäß der 2 verharrt in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilgrundstellung, in der das Ventilschließglied am Ventilsitzkörper anliegt, der Magnetanker 1 in einem definierten Axialabstand vom Magnetkern 7, so dass der Magnetanker 1 vom Magnetkern 7 durch den Zwischenraum 13 getrennt ist, der ebenso wie der gesamte Innenraum des Ventilgehäuses 3 infolge des als Hydraulikventil konzipierten Elektromagnetventils blasenfrei mit Druckmittel befüllt ist. Auch hier erfolgt analog zu 1 kurz vor der Kontaktierung des Ventilschließgliedes am Ventilsitz eine Abbremsung des Magnetankers 1, da unterhalb des Magnetankers 1 befindliches und zu verdrängendes Druckmittel nur gedrosselt über einen sehr kleinen Spalt entlang der Mantelfläche des Magnetankers 1 zum Zwischenraum 13 entweichen kann, weil durch die Sperrwirkung des axial beweglich in der Ringnut 2 des Magnetankers 1 angeordneten Ventilkörpers 4 der Querschnitt der Längsnut 10 durch die an der oberen Nutwand 9 der Ringnut 2 anliegende Ventilzunge 8 weitgehend verschlossen ist.
Zur ungehinderten Durchströmung der Längsnut 10 befindet sich die Ventilzunge 8 jeweils über einen Teilhub des Magnetankers 1 in einem axialen Abstand zu den beiden Nutwänden 9, wodurch zwischen der Ventilzunge 8 und den beabstandeten Nutwänden 9 eine horizontal verlaufende Kanalverbindung in der Ringnut 2 freigegeben ist, welche die beiderseits der Ringnut 2 gelegenen Kanalabschnitte der Längsnut 10 drosselfrei miteinander verbindet. Folglich entweicht über einen Teilhub des Magnetankers 1 das vom Magnetanker 1 zu verdrängende Druckmittel über die Längsnut 10 ungehindert, sodass sich der Magnetanker 1 in gewünschter Schnelligkeit zunächst ungebremst in die eine oder andere vertikale Betätigungsrichtung bewegen kann.
Wie aus den 1, 2 deutlich zu erkennen ist, werden die beiden Stirnflächen jeder Ventilzunge 8 während des Magnetankerhubs entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Magnetankers 1 hydraulisch beaufschlagt, sodass sich zur Strömungsdrosselung und Magnetankerabbremsung jede Ventilzunge 8 nach einem gewissen ungebremsten Magnetankerhub an einer zur Bewegungsrichtung des Magnetankers 1 entgegengesetzten Nutwand 9 der beiden diametralen Nutwänden 9 anlegt, wodurch jeweils im Bereich der Ringnut 2 die hydraulische Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Kanalabschnitt der Längsnut 10 von einer der Stirnflächen der Ventilzunge 8 im Bereich der Nutwand 9 großflächig verschlossen ist. Der Magnetanker 1 wird folglich nach einem definierten Teilhub infolge der Sperrwirkung der Ventilzunge 8 kurz vor dem Erreichen der Magnetankerendstellung soweit hydraulisch abgebremst, dass ein Magnetanker- als auch ein Ventilschließgliedanschlaggeräusch sicher vermieden wird.
Die wechselseitige Durchströmung der Ring- und Längsnut 2, 10 erfolgt somit entgegengesetzt zur gewählten Betätigungsrichtung des Magnetankers 1 in Abhängigkeit der Relativstellung der Ventilzunge 8 gegenüber den die Ringnut 2 begrenzenden parallelen Nutwänden 9.
Bei der Anlage der Ventilzunge 8 an einer der beiden Nutwänden 9 erfährt der Magnetanker 1 während seiner Hubbewegung somit immer eine Abbremsung mangels eines ungehinderten Druckausgleichs des vom Magnetanker 1 über die Längsnut 10 zu verdrängenden Druckmittels.
Aus der 3 geht in einer Draufsicht der Gesamtaufbau des Ventilkörper 4 hervor, der einen elastisch aufweitbaren Bügelabschnitt 6 aufweist, an dessen Ende jeweils die diametral angeordneten Ventilzungen 8 angeordnet sind, die entsprechend den 1, 2, 4 und 5 wechselweise mit ihren Stirnflächen jeweils an einer von zwei die Ringnut 2 und die Längsnut 10 begrenzenden parallelen Nutwänden 9 anlegbar sind.
Der Ventilkörper 4 ist funktionsgerecht sowie besonders kostengünstig aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff, vorzugsweise mittels Stanzen, Spritzgießen oder Formpressen hergestellt und nach Art einer Clipsverbindung radial in die Ringnut 2 des Magnetankers 1 eingeschoben, wobei der nasenförmige Vorsprung 5 an der Ventilzunge 8 in der muldenförmigen Vertiefung der Ringnut 2 einrastet.
Bezugszeichenliste

1: Magnetanker
2: Ringnut
3: Ventilgehäuse
4: Ventilkörper
5: Vorsprung
6: Bügelabschnitt
7: Magnetkern
8: Ventilzunge
9: Nutwand
10: Längsnut
11: Führungsbund
12: Rückstellfeder
13: Zwischenraum

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für Kraftfahrzeug-Radschlupfregelsysteme, mit einem Ventilgehäuse (3), in dem ein Ventilschließglied beweglich geführt ist, mit einem Magnetanker (1) zur Betätigung des Ventilschließgliedes, der in Abhängigkeit von der elektromagnetischen Erregung einer am Ventilgehäuse (3) angebrachte Ventilspule eine Hubbewegung in Richtung eines im Ventilgehäuse (3) angeordneten Magnetkerns (7) vollzieht, wobei in einer an der Mantelfläche des Magnetankers (1) umlaufenden Ringnut (2) ein axial beweglicher Ventilkörper (4) aufgenommen ist, wobei sich der Ventilkörper (4) zur formschlüssigen Drehlagenfixierung in der Ringnut (2) jeweils mit einem radialen Vorsprung (5) in eine in der Ringnut (2) eingeformte Vertiefung erstreckt, die vorzugsweise in der Ebene einer quer zur Ringnut (2) entlang der Mantelfläche des Magnetankers (1) verlaufenden Längsnut (10) gelegen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (4) einen elastisch aufweitbaren Bügelabschnitt (6) aufweist, an dessen Ende eine Ventilzunge (8) angeordnet ist, die wechselweise mit jeweils einer ihrer beiden Stirnflächen an einer von zwei die Ringnut (2) und die Längsnut (10) begrenzenden parallelen Nutwänden (9) anlegbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zur ungehinderten Durchströmung der Längsnut (10) die Ventilzunge (8) in einem axialen Abstand zu den beiden Nutwänden (9) befindet, wodurch zwischen der Ventilzunge (8) und den beabstandeten Nutwänden (9) eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Kanalverbindung in der Ringnut (2) freigegeben ist, welche die beiderseits der Ringnut (2) gelegenen Kanalabschnitte der Längsnut (10) miteinander verbindet.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stirnflächen der Ventilzunge (8) entgegengesetzt zur vertikalen Bewegungsrichtung des Magnetankers (1) hydraulisch beaufschlagbar sind, wodurch die Ventilzunge (8) zur Strömungsdrosselung des entlang der Mantelfläche des Magnetankers (1) verdrängbaren Druckmittels jeweils entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Magnetankers (1) an einer der beiden diametralen Nutwänden (9) anlegbar ist, wodurch jeweils einer der beiden in die Ringnut (2) einmündenden Kanalabschnitte der Längsnut (10) von der Ventilzunge (8) verschlossen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmung der Ring- und Längsnut (2, 10) in Abhängigkeit der Relativstellung der Ventilzunge (8) gegenüber den die Ringnut (2) begrenzenden parallelen Nutwänden (9) erfolgt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anlage des Ventilkörpers (4) an einer der beiden Nutwänden (9) mangels Druckausgleich des vom Magnetanker (1) über die Längsnut (10) zu verdrängenden Druckmittels der Magnetanker (1) zum Ende seiner Hubbewegung eine Abbremsung erfährt.