DE102012202363A1

DE102012202363A1 - Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE102012202363A1
Application number: DE201210202363
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem zylindrischen Ventilgehäuse (5) angeordneten Ventilstößel (1), der auf einen Ventildurchlass (15) in einem Ventilsitzkörper (2) gerichtet ist, mit einem am Ventilgehäuse (5) befestigten rohrförmigen Magnetkern (12) und mit einem zur Betätigung des Ventilstößels (1) im Bereich eines definierten Arbeitshubs beweglich ausgeführten Magnetanker (11), dessen Bewegungsrichtung eine Rückstellfeder (8) entgegen wirkt. Die Erfindung sieht für ein hydraulisch druckausgeglichenes Ventil einen präzisen Ventilverschlussmechanismus vor, wozu zwischen dem Ventilstößel (1) und dem Ventilsitzkörper (2) eine Ventilkugel (3) angeordnet ist, die mittels eines Mitnehmers (4) zwischen dem Ventilstößel (1) und dem Ventilsitzkörper (2) lose positioniert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 101 04 241 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil der angegebenen Art bekannt geworden, dessen Ventilgehäuse einen in einem zylindrischen Ventilgehäuse mittig angeordneten Ventilstößel aufweist, der auf einen Ventildurchlass in einem Ventilsitzkörper gerichtet ist, wozu sich der Ventilstößel durch einen rohrförmigen Magnetkern unmittelbar auf den Ventilsitzkörper erstreckt. Zur Betätigung eines mit dem Ventilstößel verbundenen Magnetankers ist eine Ventilspule auf das Ventilgehäuse aufgesetzt, die bei elektromagnetischer Erregung des Magnetankers eine zwischen dem Magnetanker und dem Magnetkern eingespannte Rückstellfeder komprimiert und die in der elektromagnetisch nicht betätigten Grundstellung des Ventils ihre dekomprimierte Stellung einnimmt, in welcher den Ventilstößel vom Ventilsitzkörper abgehoben ist.
Nunmehr ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art derart zu verbessern, dass das Ventil mit möglichst einfachen Mitteln kostengünstig, kleinbauend, hinsichtlich seines Magnetkreises optimiert und hydraulisch druckausgeglichen ausgeführt werden kann, wobei auch ein hoher Stellenwert auf die Aufnahme und Zentrierung des Ventilschließgliedes gelegt 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 5 angeordneter Ventilstößel 1, der in der Funktion eines Aktuators einen Ventildurchlass 15 in einem Ventilsitzkörper 2 zu öffnen oder zu verschließen vermag, mit einem Magnetanker 11 zur Betätigung des Ventilstößels 1, der im Bereich eines definierten Arbeitshubs axial beweglich ausgeführt ist, sowie mit einer auf den Magnetanker 11 bevorzugt nur mittelbar einwirkenden Rückstellfeder 8. Direkt gegenüber dem Magnetanker 11 ist ein mit dem Ventilgehäuse 5 verbundener Magnetkern 12 angeordnet, der als dickwandiger Rohrkörper ausgeführt ist, auf dem eine domförmige Kappe 16 aufgesetzt ist, in welcher der Magnetanker 11 beweglich aufgenommen ist. Zur elektromagnetischen Betätigung des Magnetankers 11 dient eine auf dem Rohrkörper aufgesetzte Magnetspule, die in vorliegender Abbildung nicht dargestellt ist.
Entsprechend dem geschilderten Aufbau nimmt das Elektromagnetventil abbildungsgemäß in der elektromagnetisch nicht erregten Stellung seine geöffnete Schaltstellung ein, sodass der Ventildurchlass 15 im Ventilsitzkörper 12 freigegeben ist.
In vorliegendem Ausführungsbeispiel ist der dünnwandige Hülsenabschnitt der Kappe 16 mit dem Magnetkern 12 verschweißt. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungsformen der Kappe 15 möglich.
Das Ventilgehäuse 5 weist somit zur sicheren Befestigung in einer Ventilaufnahmebohrung eines Ventilblocks 17 den dickwandigen, steifen Magnetkern 12 auf, der auf der von der Kappe 15 abgewandten Stirnseite mit der dünnwandigen Hülse des Ventilgehäuses 5 fest verbunden ist.
Um für ein hydraulisch druckausgeglichenes Ventil einen präzisen Ventilverschlussmechanismus realisieren zu können, sieht die Erfindung vor, dass zwischen dem Ventilstößel 1 und dem Ventilsitzkörper 2 eine Ventilkugel 3 lose angeordnet ist, die mittels eines Mitnehmers 4 präzise zwischen dem Ventilstößel 1 und dem Ventilsitzkörper 2 positioniert ist.
Zwecks hydraulischen Druckausgleichs weisen der Ventilstößel 1 und die Ventilkugel 3 gleich große, hydraulisch beaufschlagte Flächen auf, wobei eine hydraulische Beaufschlagung der Ventilbauteile mittels eines oberhalb als auch unterhalb der Ventilkugel 3 in das Ventilgehäuse 5 radial einmündende Ventileinlasskanäle 18 erfolgt, womit auch der Ventilauslass 9 zweckmäßig als Radialkanal zwischen den beiden Ventileinlasskanälen 18 auf Höhe der Ventilkugel 3 in das Ventilgehäuse 5 einmündet. Eine zwischen dem Ventilgehäuse 5 und der Ventilaufnahmebohrung des Ventilblocks 17 angeordnete elastomere Dichtscheibe 19 verhindert hierbei einen unerwünschten hydraulischen Kurzschluss zwischen dem Ventilauslass 9 und dem Ventileinlasskanal 18. Zur Vermeidung von Verunreinigungen innerhalb des Elektromagnetventils befinden sich jeweils auf Höhe der Ventileinlasskanäle 18 und dem Ventilauslass 9 in der Ventilaufnahmebohrung des Ventilblocks 17 Filterelemente 20.
Zur präzisen Zentrierung der Ventilkugel 3 zwischen dem Ventilstößel 1 und dem Ventilsitzkörper 2 ist der Mitnehmer 4 zumindest abschnittsweise mit seinem Außenmantel entlang dem Innenmantel des Ventilgehäuses 5 geführt. Hierzu weist der Mitnehmer 4 die Kontur eines dünnwandigen Topfes auf, in dessen Topfboden eine Öffnung zur Lagerung der Ventilkugel 3 vorgesehen ist. Ferner geht aus 1 hervor, dass die Mantelfläche des Mitnehmers 4 ebenso wie das hülsenförmige Ventilgehäuse 5 mit mehreren Druckausgleichsöffnungen 6 versehen ist, sodass zwecks eines Druckausgleichs eine allseitige hydraulische Beaufschlagung des Mitnehmers 4 gewährleistet ist.
Weiterhin weist der dünnwandige Topf auf der von der Öffnung im Topfboden abgewandten Seite des Mitnehmers 4 einen radial nach außen gerichteten Rand 7 auf, der den Innenmantel des Ventilgehäuses 5 zur Zentrierung und Führung des Mitnehmers 4 im Ventilgehäuse 5 mit minimalem Laufspiel kleinflächig und damit reibungsminimiert berührt. Eine weitere Kontaktstelle des Topfes an der Innenseite des Ventilgehäuses 5 befindet sich zur präzisen Führung des Mitnehmers 4 kurz oberhalb der Ventilkugel 3 gelegen, sodass zur präzisen Führung ein hinreichend großer vertikaler Gleitlagerabstand für den Mitnehmer 4 im Ventilgehäuse 5 gewährleistet ist.
Der beschriebenen Konstruktion des Mitnehmers 4 kommt zu Gute, dass sich die Rückstellfeder 8 kompakt eingespannt zwischen einem Rand 7 des topfförmigen Mitnehmers 4 und einer oberhalb zum Ventilauslass 9 angeordneten Stufe 10 des Ventilgehäuses 5 abstützt, wodurch eine Rückstellung des Magnetankers 11 mittelbar über eine Kraftwirkung der Rückstellfeder 8 auf den Mitnehmer 4, die Ventilkugel 3 und den Ventilstößel 1 erfolgt. Bevorzugt ist der Mitnehmer 4 entweder durch Tiefziehen von Dünnblech oder durch Spritzgießen von Kunststoff hergestellt.
Vorteilhaft ist der Ventilstößel 1 zur einfachen Mittenzentrierung zweiteilig ausgeführt, wonach ein erstes Stößelteil 1‘ aus einem Kunststoff hergestellt ist, das den Magnetanker 11 unmittelbar kontaktiert und mittig durch einen Magnetkern 12 hindurchgeführt ist, sowie mit einem zweiten metallischen Stößelteil 1‘‘, das zwischen dem ersten Stößelteil 1‘ und der Ventilkugel 3 angeordnet ist. Durch das aus Kunststoff hergestellte Stößelteil 1‘ wird somit eine unerwünschte Einwirkung des Magnetflusses auf das erste Stößelteil 1‘ sicher vermieden. Während das erste Stößelteil 1‘ innerhalb der Durchgangsbohrung des Magnetkerns 12 geführt wird, erfolgt die Führung des zweiten Stößelteils 1‘‘ in einer Lagerbuchse 13, die zwischen dem Magnetkern 12 und einer weiteren Stufe 14 im Ventilgehäuse 5 gehalten ist.
Die Lagerbuchse 13 bildet gemeinsam mit dem die Ventilkugel 3 fixierenden Mitnehmer 4, dem zweiten Stößelteil 1‘‘ und der Rückstellfeder 8 eine innerhalb des Ventilgehäuses 5 vorgefertigte Baugruppe, die nach dem Einsetzen des Ventilgehäuses 5 in die stirnseitige Ausnehmung des Magnetkerns 12 mittels einer Verstemmung entlang eines am Ventilgehäuse 5 ausgebildeten Kragens 21 endfixiert ist. Die Aufnahme des Magnetkerns 12 beschränkt sich lediglich auf das aus Kunststoff gefertigte zweite Stößelteil 1‘‘, wodurch sich infolge der Entfernung der Rückstellfeder 8 aus dem Bereich zwischen dem Magnetkern 12 und dem Magnetanker 11 die magnetischen Kräfte infolge einer Flächenvergrößerung vorteilhaft erhöhen.
Ferner ermöglicht die Presspassung des hülsenförmigen Ventilsitzkörpers 2 am unteren Ende des Ventilgehäuses 5 eine einfache Einstellung des Ventilsitzkörpers 2 durch Axialverschiebung innerhalb des Presspassungsbereichs in dem Ventilgehäuse 5.
Bezugszeichenliste

1: Ventilstößel
2: Ventilsitzkörper
3: Ventilkugel
4: Mitnehmer
5: Ventilgehäuse
6: Druckausgleichsöffnung
7: Rand
8: Rückstellfeder
9: Ventilauslass
10: Stufe
11: Magnetanker
12: Magnetkern
13: Lagerbuchse
14: Stufe
15: Ventildurchlass
16: Kappe
17: Ventilblock
18: Ventileinlass
19: Dichtscheibe
20: Filterelement
21: Kragen

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 10104241 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem in einem zylindrischen Ventilgehäuse mittig angeordneten Ventilstößel, der auf einen Ventildurchlass in einem Ventilsitzkörper gerichtet ist, mit einem am Ventilgehäuse befestigten rohrförmigen Magnetkern und mit einem zur Betätigung des Ventilstößels im Bereich eines definierten Arbeitshubs beweglich ausgeführten Magnetanker, dessen elektromagnetisch initiierten Bewegungsrichtung eine Rückstellfeder entgegen wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilstößel (1) und dem Ventilsitzkörper (2) eine Ventilkugel (3) lose angeordnet ist, die mittels eines Mitnehmers (4) zwischen dem Ventilstößel (1) und dem Ventilsitzkörper (2) positioniert ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks hydraulischen Druckausgleichs der Ventilstößel (1) und die Ventilkugel (3) gleich große, hydraulisch beaufschlagte Flächen aufweisen.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zentrierung der Ventilkugel (3) zwischen dem Ventilstößel (1) und dem Ventilsitzkörper (2) der Mitnehmer (4) zumindest abschnittsweise mit seinem Außenmantel entlang dem Innenmantel des Ventilgehäuses (5) geführt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (4) die Kontur eines dünnwandigen Topfes aufweist, in dessen Topfboden eine Öffnung zur Lagerung der Ventilkugel (3) vorgesehen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche des Mitnehmers (4) mit mehreren Druckausgleichsöffnungen (6) versehen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von der Öffnung im Topfboden abgewandten Seite des Mitnehmers (4) der dünnwandige Topf einen radial nach außen gerichteten Rand (7) aufweist, der den Innenmantel des Ventilgehäuses (5) zur Zentrierung und Führung des Mitnehmers (4) im Ventilgehäuse (5) spielbehaftet berührt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rückstellfeder (8) eingespannt zwischen einem Rand (7) des Mitnehmers (4) und einer entfernt zum Ventilauslass (9) angeordneten Stufe (10) des Ventilgehäuses (5) abstützt.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (4) entweder durch Tiefziehen von Dünnblech oder durch Spritzgießen von Kunststoff hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (1) zweiteilig ausgeführt ist, wonach ein erstes Stößelteil (1‘) aus einem Kunststoff hergestellt ist, das den Magnetanker (11) unmittelbar kontaktiert und mittig durch einen Magnetkern (12) hindurchgeführt ist, sowie mit einem zweiten metallischen Stößelteil (1‘‘), das zwischen dem ersten Stößelteil (1‘) und der Ventilkugel (3) angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stößelteil (1‘‘) in einer Lagerbuchse (13) geführt ist, die zwischen dem Magnetkern (12) und einer weiteren Stufe (14) des Ventilgehäuses (5) zumindest formschlüssig fixiert ist.