DE102011087896A1

DE102011087896A1 - Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE102011087896A1
Application number: DE102011087896A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, dessen Ventilgehäuse zur Befestigung in einer Ventilaufnahmebohrung (11) einen dickwandigen Rohrkörper (4) aufweist, der mit einer dünnwandigen Hülse (1) verbunden ist, die einen mit einer Öffnung (7) versehenen Topfboden (8) aufweist. Die Erfindung sieht vor, dass ein Ventilstößel (13) zur Zentrierung durch die mit geringem Radialspiel versehene Öffnung (7) des Topfbodens (8) in Richtung des Ventilsitzkörpers (12) ragt, der ein Bestandteil einer weiteren dünnwandigen Hülse (9) ist, die an der ersten Hülse (1) fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2008 056 854 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil der angegebenen Art bekannt geworden, dessen Ventilgehäuse zur Befestigung in einer Ventilaufnahmebohrung einen dickwandigen Rohrkörper aufweist, der mit einer dünnwandigen Hülse verbunden ist, welche mit einer Topfkontur versehen ist, wobei der Topfboden von einer Öffnung mittig durchdrungen ist. Diese Öffnung wird abhängig von der Stellung eines Magnetankers von einem Ventilschließglied freigegeben oder verschlossen. Das Elektromagnetventil ist in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung geschlossen. Es hat den Nachteil, dass es hydraulisch nicht druckausgeglichen ist und dass es zur Ausrichtung des Ventilschließgliedes in Richtung auf den Ventilsitz über den Magnetanker im Ventilgehäuse präzise geführt werden muss.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art zu schaffen, das mit möglichst einfachen Mitteln kostengünstig und kleinbauend hydraulisch druckausgeglichen ausgeführt werden soll, das in der elektromagnetisch nicht erregten Stellung nicht geschlossen ist und dessen Ventilschließglied präzise geführt werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Elektromagnetventil der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der 1 hervor.
Die 1 zeigt ein Elektromagnetventil, das bevorzugt für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen verwendet wird. Das Elektromagnetventil besteht aus an sich bekannten Funktionselementen. Dazu gehört ein in einem Ventilgehäuse angeordneter Ventilstößel 13, der in der Funktion eines Ventilschließgliedes einen Ventildurchlass 18 zu öffnen oder zu verschließen vermag, mit einem Magnetanker 14 zur Betätigung des Ventilstößels 13, der im Bereich eines definierten Arbeitshubs axial beweglich ausgeführt ist, sowie mit einer auf den Magnetanker 14 einwirkenden Rückstellfeder 16, deren vom Magnetanker 14 abgewandtes Federende sich in der Sackbohrung eines Magnetkerns abstützt, welcher ein Bestandteil eines dickwandigen Rohrkörpers 4 ist, auf dem eine domförmige Kappe 15 aufgesetzt ist, in welcher der Magnetanker 14 aufgenommen ist. Zur elektromagnetischen Betätigung des Magnetankers 14 dient eine auf dem Rohrkörper 4 aufgesetzte Magnetspule, die in vorliegender Abbildung nicht dargestellt ist.
Entsprechend dem geschilderten Aufbau nimmt das Elektromagnetventil in der elektromagnetisch nicht erregten Stellung seine geöffnete Schaltstellung ein, wozu die unterhalb des Magnetankers 14 angeordnete Rückstellfeder 16 den mit dem Magnetanker 14 verbundenen Ventilstößel 13 vom Ventilsitzkörper 12 abhebt, sodass der Ventildurchlass 18 im Ventilsitzkörper 12 freigegeben ist.
In vorliegendem Ausführungsbeispiel ist der dünnwandige Hülsenabschnitt der Kappe 15 mit dem Rohrkörper 4 verschweißt. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungsformen der Kappe 15 möglich.
Das Ventilgehäuse weist somit zur sicheren Befestigung in einer Ventilaufnahmebohrung 11 eines Ventilblocks 27 den dickwandigen, steifen Rohrkörper 4 auf, der auf der von der Kappe 15 abgewandten Stirnseite mit einer dünnwandigen ersten Hülse 1 verbunden ist, mit der Besonderheit, dass die dünnwandige Hülse 1 topfförmig gestaltet ist und einen radial umlaufenden Bund 2 aufweist, der einen Innenabsatz 3 im Rohrkörper 4 axial kontaktiert, mit der Besonderheit, dass der Rohrkörper 4 in einem radialen Abstand zum Innenabsatz 3 eine Ausnehmung 5 aufweist, wobei der radiale Abstand derart gewählt ist, dass zwischen dem Innenabsatz 3 und der Ausnehmung 5 am Rohrkörper 4 ein plastisch verformbarer Stehkragen 6 vorhanden ist, der in Richtung auf den Bund 2 mittels eines geeigneten Werkzeugs plastisch verformt ist.
Die 1 zeigt somit den vollständig radial nach innen verformten Stehkragen 6 zur unlösbaren, flüssigkeitsundurchlässigen Verbindung des Rohrkörpers 4 mit der ersten Hülse 1. Zur gezielten Verformung des Stehkragens 6 in Richtung auf den Bund 2 ist die Ausnehmung 5 vorteilhaft als Ringnut ausgebildet, deren Nutweite zur spitz zulaufenden Ausbildung des Stehkragens 6 in Richtung des Nutgrunds stetig abnimmt.
Durch diese Gestaltung wird erreicht, dass als Werkzeug ein einfacher Flachstempel verwendet werden kann, der lediglich von oben auf den Stehkragen 6 axial aufgesetzt und niedergedrückt wird. Der Stehkragen 6 hat somit vor der Verformung eine kegelförmige Kontur, die an der Ringfläche des Rohrkörpers 4 durch den Planeinstich einer geeigneten Werkzeugschneide begrenzt ist, die zur präzisen Herstellung der Ausnehmung 5 in der oben erwähnten Form zum Einsatz gelangt.
Durch die hiermit vorgestellte Konstruktion ergibt sich mit der plastischen Verformung des Stehkragens 6 auf den Bund 2 eine undurchlässige, reibschlüssige Verbindung zwischen der ersten Hülse 1 und dem Rohrkörper 4, bei der gleichzeitig infolge des Radialspiels eine verblüffend einfache Selbstzentrierung der Hülse 1 gegenüber dem Rohrkörper 4 zustande kommt. Die damit einfach und präzise hergestellte koaxiale Ausrichtung der Hülse 1 am Rohrkörper 4 trägt gleichzeitig zu einer präzisen Ausrichtung und Führung des Ventilstößels 13 in der ersten Hülse 1 bei, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
Im Einzelnen erfolgt nämlich die präzise Ausrichtung und Führung der Ventilstößel 13 durch eine mittige Öffnung 7 eines an der ersten Hülse 1 ausgebildeten Topfbodens 8, indem der Ventilstößel 13 mit geringem Radialspiel durch die Öffnung 7 in Richtung des Ventilsitzkörpers 12 ragt, der von einer zweiten dünnwandigen Hülse 9 aufgenommen ist, die an der ersten Hülse 1 fixiert ist.
Die erste Hülse 1 ist mittels einer Schiebepresspassung auf einfache Weise mit der zweiten Hülse 9 verbunden, sodass die zweite Hülse 9 abschnittsweise über die Mantelfläche der ersten Hülse 1 reibschlüssig sowie flüssigkeitsdicht aufgeschoben ist. Die zweite Hülse 9 ist damit gleichfalls mit ihrem Ventilsitzkörper 12 gegenüber dem Ventilstößel 13 präzise zentriert. Die zweite Hülse 9 weist ebenso wie die erste Hülse 1 einen radial umlaufenden Bund 2 auf, der einen Dichtring 21 kontaktiert, der in der Ventilaufnahmebohrung 11 des Ventilgehäuses an einer Bohrungsstufe 22 anliegt. Durch den elastomeren Dichtring 21 ist sichergestellt, dass zwischen der zweiten Hülse 9 und der Wand der Ventilaufnahmebohrung 11 kein hydraulischer Kurzschlussstrom zwischen dem Ventilauslass 25 im Ventilblock 27 und dem vom einlassseitigen Hauptkanal im Ventilblock 27 abgezweigten Ventileinlass 26 zustande kommt.
Das von der ersten Hülse 1 abgewandte Ende der zweiten Hülse 9 ist mittels einer Presspassung im der Ventilaufnahmebohrung 11 auf einfache Weise metallisch gedichtet, wobei die zweite Hülse 9 zwischen der Presspassung in der Ventilaufnahmebohrung 11 und der Presspassung an der ersten Hülse 1 in ihrer Mantelfläche einen Durchlass 17 aufweist, der über einen auf der zweiten Hülse 9 befestigten Ringfilter 24 mit dem Ventilauslass 25 im Ventilblock 27 hydraulisch verbunden ist.
Auch die erste Hülse 1 weist zwischen ihrer Befestigung am Rohrkörper 4 und ihrer Presspassung an der zweiten Hülse 9 in ihrer Mantelfläche einen Durchlass 17 auf, der über einen auf der ersten Hülse 1 befestigten Ringfilter 24 mit dem am einlassseitigen Hauptkanal angeschlossenen Ventileinlass 26 hydraulisch verbunden ist.
Ferner befindet sich zwischen dem in der zweiten Hülse 9 angeordneten Ventilsitzkörper 12 und einer in der Ventilaufnahmebohrung 11 ausgebildeten Sackbohrung ein Filterelement 19, über das der vom Hauptkanal direkt gespeiste Ventileinlass 26 mit dem im Ventilsitzkörper 12 vorgesehenen Ventildurchlass 18 verbunden ist.
Die beiden Hülsen 1, 9 bilden mit dem Rohrkörper 4 eine funktionsfähig vorprüfbare Baugruppe, in der von unten durch die Öffnung der zweiten Hülse 9 der Ventilstößel 13 eingeführt ist, der oberhalb des Rohrkörpers 4 hervorsteht. Die auf den Ventilstößel 13 aufgesetzte Rückstellfeder 16 verharrt in der Sackbohrung des Rohrkörpers 4 und der Magnetanker wird auf den Ventilstößel 13 aufgepresst und durch das Aufpressen der Kappe 15 auf den Rohrkörper 4 eingestellt. Schließlich wird von unten in die Öffnung der zweiten Hülse 9 der buchsenförmige Ventilsitzkörper 12 eingepresst, wodurch sich der Ventilstößelhub einstellen lässt. Beide Hülsen 1, 9 sind besonders platz- und kostensparend durch Tiefziehen von Dünnblech hergestellt, welche vor der Montage am Rohrkörper 4 die Ringdichtungen 10 und die Federn 23 aufnehmen. Die in den Wänden der beiden Hülsen 1, 9 angeordnete Durchlässe 17 sind kostengünstig im Stanz- bzw. Prägeverfahren hergestellt.
Zur Aufnahme hoher Verstemmkräfte im Bereich des am Rohrkörper 4 vorgesehenen Haltekragens 20, die zur Befestigung des Elektromagnetventils im Ventilblock 27 auftreten, ist der Rohrkörper 4 durch Kaltschlagen oder Kaltfließpressen aus einem dickwandigen Stahlrohling hergestellt.
Um ein hydraulisch druckausgeglichenes Elektromagnetventil zu schaffen, ist beiderseits des Topfbodens 8 jeweils eine Ringdichtung 10 angeordnet, durch die sich der Ventilstößel 13 in Richtung auf den in der zweiten Hülse 9 vorgesehenen Ventilsitzkörper 12 flüssigkeitsdicht hindurch erstreckt. Die beiden Ringdichtungen 10 sind zur Selbstzentrierung des durch die Öffnung 7 hindurchgeführten Ventilstößels 13 entlang dem Topfboden 8 radial verlagerbar, da die beiden Ringdichtungen 10 mittels Federn 23 in Richtung der beiden Stirnflächen des Topfbodens 8 axial beaufschlagt sind. Die Axialkraft der Federn 23 ist kleiner gewählt als eine zur radialen Verlagerung der Ringdichtungen 10 erforderliche Radialkraft, sodass die Ringdichtungen 10 der Zentrierbewegung des Ventilstößels 13 ungehindert folgen können. Beide Federn 23 sind als Zylinderfedern ausgebildet, die sich nicht unmittelbar auf den Ringdichtungen 10 abstützen, sondern zur Vermeidung von Beschädigungen der elastomeren Ringdichtungen 10 auf sogenannten Federtellern 28, die aus gestanzten Stahlscheiben bestehen. Das jeweils von den Federtellern 28 abgewandte Ende der Federn 23 stützt sich zum einen an der Unterseite des Rohrkörpers 4 und zum anderen an einer Stufe der zweiten Hülse 9 ab.
Bezugszeichenliste

1: Hülse
2: Bund
3: Innenabsatz
4: Rohrkörper
5: Ausnehmung
6: Stehkragen
7: Öffnung
8: Topfboden
9: Hülse
10: Ringdichtung
11: Ventilaufnahmebohrung
12: Ventilsitz
13: Ventilstößel
14: Magnetanker
15: Kappe
16: Rückstellfeder
17: Durchlass
18: Ventildurchlass
19: Filterelement
20: Haltekragen
21: Dichtring
22: Bohrungsstufe
23: Feder
24: Ringfilter
25: Ventilauslass
26: Ventileinlass
27: Ventilblock
28: Federteller
29: Stufe

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 102008056854 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilstößel, der einen Ventildurchlass in einem Ventilsitzkörper zu öffnen oder zu verschließen vermag, mit einem Magnetanker zur Betätigung des Ventilstößels, der im Bereich eines definierten Arbeitshubs relativ beweglich ausgeführt ist, mit einer auf den Magnetanker einwirkenden Rückstellfeder, deren vom Magnetanker abgewandtes Federende sich an einem Magnetkern im Ventilgehäuse abstützt, wobei das Ventilgehäuse zur Befestigung in einer Ventilaufnahmebohrung einen dickwandigen Rohrkörper aufweist, der mit einer dünnwandigen ersten Hülse verbunden ist, welche eine Topfkontur mit einem Topfboden aufweist, der von einer Öffnung mittig durchdrungen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (13) geführt durch die Öffnung (7) des Topfbodens (8) in Richtung des Ventilsitzkörpers (12) ragt, der von einer zweiten dünnwandigen Hülse (9) aufgenommen ist, die an der ersten Hülse (1) fixiert ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits des Topfbodens (8) jeweils eine Ringdichtung (10) angeordnet ist, durch die sich der Ventilstößel (13) in Richtung auf den in der zweiten Hülse (9) vorgesehenen Ventilsitzkörper (12) flüssigkeitsdicht hindurch erstreckt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (1) mittels einer Schiebepresspassung mit der zweiten Hülse (9) verbunden ist, indem die zweite Hülse (9) abschnittsweise über die Mantelfläche der ersten Hülse (1) reibschlüssig aufgeschoben ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (1) einen radial umlaufenden Bund (2) aufweist, der einen Innenabsatz (3) im Rohrkörper (4) kontaktiert, und dass der Rohrkörper (4) in einem radialen Abstand zum Innenabsatz (3) eine Ausnehmung (5) aufweist, wobei der radiale Abstand derart gewählt ist, dass zwischen dem Innenabsatz (3) und der Ausnehmung (5) am Rohrkörper (4) ein plastisch verformbarer Stehkragen (6) zur Verbindung des Rohrkörpers (4) mit der ersten Hülse (1) verbleibt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hülse (9) einen radial umlaufenden Bund (2) aufweist, der einen Dichtring (21) kontaktiert, der in der Ventilaufnahmebohrung (11) des Ventilgehäuses an einer Bohrungsstufe (22) anliegt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (5) als Ringnut ausgebildet ist, deren Nutweite zur spitz zulaufenden Ausbildung des Stehkragens (6) in Richtung des Nutgrunds stetig abnimmt, wobei der Stehkragen (6) in Richtung auf den Bund (2) mittels eines geeigneten Werkzeugs plastisch verformt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zentrierung der Hülse (1) im Rohrkörper (4) zwischen dem Bund (2) und dem Innenabsatz (3) ein geringfügiges Radialspiel vorsehen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die plastische Verformung des Stehkragens (6) in Richtung auf den Bund (2) die erste Hülse (1) selbstzentrierend gegenüber dem Rohrkörper (4) am Innenabsatz (3) ausgerichtet ist, wobei infolge der plastischen Verformung des Stehkragens (6) auf den Bund (2) eine undurchlässige, formschlüssige Verbindung zwischen der ersten Hülse (1) und dem Rohrkörper (4) hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hülsen (1, 9) durch Tiefziehen von Dünnblech hergestellt sind, und dass die Kontur des Rohrkörpers (4) durch Kaltschlagen oder Kaltfließpressen aus einem Stahlrohling hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ringdichtungen (10) zur Selbstzentrierung des durch die Öffnung (7) hindurchgeführten Ventilstößels (13) entlang den beiden Stirnseiten des Topfbodens (8) radial verlagerbar sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ringdichtungen (10) mittels Federn (23) in Richtung der beiden Stirnflächen des Topfbodens (8) axial beaufschlagt sind, wobei die Axialkraft der Federn (23) kleiner ist als eine zur radialen Verlagerung der Ringdichtungen (10) erforderliche Radialkraft.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hülse (9) mittels einer Presspassung im der Ventilaufnahmebohrung (11) metallisch gedichtet ist, wobei die zweite Hülse (9) zwischen der Presspassung in der Ventilaufnahmebohrung (11) und der Presspassung an der ersten Hülse (1) in ihrer Mantelfläche einen Durchlass (17) aufweist, der über einen auf der zweiten Hülse (9) befestigten Ringfilter (24) mit einem Ventilauslass (25) hydraulisch verbunden ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (1) zwischen ihrer Befestigung am Rohrkörper (4) und ihrer Presspassung an der zweiten Hülse (9) in ihrer Mantelfläche einen Durchlass (17) aufweist, der über einen auf der ersten Hülse (1) befestigten Ringfilter (24) mit einem Ventileinlass (26) hydraulisch verbunden ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem in der zweiten Hülse (9) angeordneten Ventilsitzkörper (12) und einer in der Ventilaufnahmebohrung (11) ausgebildeten Sackbohrung ein Filterelement (19) eingesetzt ist, über das ein Ventileinlass (26) mit einem im Ventilsitzkörper (12) vorgesehenen Ventildurchlass (18) verbunden ist.