DE102014225251A1

DE102014225251A1 - Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE102014225251A1
Application number: DE102014225251.2A
Authority: DE
Inventors: Holger Kollmann; Sigismund Jones; Christian Schulz; Christian Courth; André Schröder
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-06-09
Also published as: US20180056954A1; CN107002898A; KR20170072933A; WO2016091618A1; KR101970418B1; CN107002898B; US10421443B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse (1) angeordneten Ventilschließkörper (4), der einen Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag, welcher in einem in das Ventilgehäuse eingepressten, als Buchse gestalteten Ventilsitzkörper (2) ausgebildet ist, sowie mit einem Magnetanker (13), der von einer Rückstellfeder (3) beaufschlagt ist, die in einer Durchgangsbohrung des Ventilgehäuses (1) angeordnet ist. Zur sicheren Fixierung des Ventilsitzkörpers (2) schlägt die Erfindung vor, dass der Ventilsitzkörper (2) entlang seinem Außenmantel außer einem Presspassungsabschnitt (8) einen Spielpassungsabschnitt (9) aufweist, wozu der Spielpassungsabschnitt (9) einen gegenüber dem Presspassungsabschnitt (8) verkleinerten Außendurchmesser aufweist, und dass das Ventilgehäuse (1) einen radial nach innen einfedernden Rohrabschnitt (10) aufweist, der mit einem konstanten Innendurchmesser versehen ist, der gegenüber dem Außendurchmesser des Presspassungsabschnitts (8) verkleinert ist, sodass der Rohrabschnitt (10) infolge seiner Elastizität in den Spielpassungsabschnitt (9) des Ventilsitzkörpers (2) einfedert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2004 030 428 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil bekannt geworden, bestehend aus einem Magnetanker zur Betätigung eines entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder betätigbaren Ventilschließkörpers in einem rohrförmigen Ventilgehäuse, das einen Druckmitteldurchlass in einem rohrförmigen Ventilsitzkörper aufweist, welcher bei Erregung des Magnetankers mittels des stößelförmigen Ventilschließkörpers verschlossen ist, wobei sich der Ventilschließkörper innerhalb einer Durchgangsbohrung im Ventilgehäuse durch die schraubenförmige Rückstellfeder erstreckt, die sich an einer im Bereich der Durchgangsbohrung ausgebildeten Stirnfläche des Ventilsitzkörpers abstützt. Der Ventilsitzkörper ist mittels einer Presspassung im Ventilgehäuse fixiert und trägt auf seiner von der Rückstellfeder abgewandten Stirnfläche ein Filterelement.
Die Konstruktion hat jedoch den Nachteil, dass der Ventilschließkörper nicht nur permanent durch die Rückstellfeder, sondern auch durch den im Ventilgehäuse wirksamen hydraulischen Druck beaufschlagt ist, was unter ungünstigen Bedingungen zu einer unzulässigen Axialverschiebung des Ventilsitzkörpers im Ventilgehäuse führen kann.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand zweier Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Elektromagnetventil in Verbindung mit den erfindungswesentlichen Merkmalen,
2 eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen Ventilsitzkörpers im Bereich der Befestigungsstelle im Ventilgehäuse.
Die 1 zeigt in einer erheblich vergrößerten Ansicht ein Elektromagnetventil im Längsschnitt, das bevorzugt für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen verwendet wird. Das Elektromagnetventil weist zur Betätigung eines stößelförmigen Ventilschließkörpers 4 in einer auf einem rohrförmigen Ventilgehäuse 1 aufgesetzten Kappe 5 einen entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder 3 wirksamen Magnetanker 13 auf, der bei Erregung mittels des Ventilschließkörpers 4 einen Druckmitteldurchlass in einem Ventilsitzkörper 2 verschließt.
Der Ventilschließkörper 2 erstreckt sich innerhalb einer Durchgangsbohrung 14 im Ventilgehäuse 1 durch die schraubenförmige Rückstellfeder 3 in Richtung des im Ventilgehäuse 1 reibschlüssig fixierten Ventilsitzkörpers 2. Die Rückstellfeder 3 stützt sich mit ihrem ersten Federende an einer im Bereich der Durchgangsbohrung 14 vorgesehenen Stirnfläche ab, während das von der Stirnfläche abgewandte Ende der Rückstellfeder 3 am Magnetanker 13 anliegt.
In der Durchgangsbohrung 14 ist ein Absatz in Form einer Bohrungsstufe 15 vorgesehen, an der sich die Rückstellfeder 3 mit ihrem vom Magnetanker 13 abgewandten Ende abstützt. Vorteilhaft ist hierdurch der Ventilsitzkörper 2 von der permanent wirksamen Vorspannkraft der Rückstellfeder 3 befreit.
In vorliegendem Ausführungsbeispiel ist der Magnetanker 13 innerhalb der austenitischen, hülsenförmig gestalteten Kappe 5 aufgenommen, die mit dem dickwandigen, rohrförmigen Ventilgehäuse 1 verschweißt ist, das die sichere Befestigung in einer Ventilaufnahmebohrung eines nicht dargestellten Ventilaufnahmekörpers gewährleistet.
Die Kappe 5 ist bevorzugt durch Tiefziehen von Dünnblech hergestellt, während die Kontur des rohrförmigen Ventilgehäuses 1 durch Kaltschlagen oder Kaltfließpressen aus einem Stahlrohling gefertigt ist, der zur Darstellung des Magnetkreises ein ferritisches Werkstoffgefüge aufweist.
Beiderseits des Ventilsitzkörpers 2 mündet in das Ventilgehäuse 1 jeweils ein Druckanschluss 12 ein, der oberhalb des Ventilsitzkörpers 2 als Querkanal und unterhalb des Ventilsitzkörpers 2 als Vertikalkanal ausgeführt ist, wobei der Rohrabschnitt 10 im Bereich des Querkanals einen Ringfilter 6 sowie im Bereich des Vertikalkanals einen Plattenfilter 7 aufnimmt.
In der abgebildeten, elektromagnetisch nicht erregten Ventilgrundstellung verharrt der Ventilschließkörper 4 gegenüber dem Ventilsitzkörper 2 in einem den Druckmitteldurchlass freigebenden Abstand, sodass eine ungehinderte hydraulische Verbindung zwischen dem jeweils oberhalb und unterhalb des Ventilsitzkörpers 2 in das Ventilgehäuse 1 einmündenden Druckanschluss 12 gewährleistet ist. Hingegen verschließt der Ventilschließkörper 4 in der elektromagnetisch erregten Ventilstellung den Druckmitteldurchlass im Ventilsitzkörper 2, wobei sichergestellt sein muss, dass der Ventilsitzkörper 2 unverändert in seiner Einpressposition im Ventilgehäuse 1 verharrt.
Zwecks einer möglichst einfachen und dennoch sicheren Befestigung des Ventilsitzkörpers 2 im Ventilgehäuse 1 sieht die Erfindung vor, dass gemäß der detaillierten Darstellung nach 2 der Ventilsitzkörper 2 entlang seinem Außenmantel außer einem Presspassungsabschnitt 8 einen Spielpassungsabschnitt 9 aufweist, wozu der Spielpassungsabschnitt 9 einen gegenüber dem Presspassungsabschnitt 8 verkleinerten Außendurchmesser aufweist, und dass das Ventilgehäuse 1 zur sicheren Fixierung des Ventilsitzkörpers 2 einen radial nach innen federnden Rohrabschnitt 10 aufweist, der mit einem konstanten Innendurchmesser versehen ist und der gegenüber dem Außendurchmesser des Presspassungsabschnitts 8 kleiner ist, sodass der Rohrabschnitt 10 infolge seiner Elastizität in den Spielpassungsabschnitt 9 des Ventilsitzkörpers 2 einfedert.
Wie weiterhin aus der 2 hervor geht, ist mittels eines Absatzes 11 am Außenmantel des Ventilsitzkörpers 2 ein stufenförmiger Übergang zwischen dem Presspassungsabschnitt 8 und dem Spielpassungsabschnitt 9 hergestellt, der infolge der radialen Einfederung des Rohrabschnitts 10 in den Spielpassungsabschnitt 9 des Ventilsitzkörpers 2 vom Rohrabschnitt 10 derart umschlossen ist, dass in der Ventilschließstellung unter hoher hydraulischer Druckbeaufschlagung im Bereich des Ventilschließkörpers 4 eine Abwärtsbewegung des Ventilsitzkörpers 2 sicher verhindert ist.
Im unmittelbaren Bereich des Absatzes 11 erhöht sich somit die Haltekraft zwischen dem Ventilsitzkörper 2 und der korrespondierenden Innenfläche des Ventilgehäuses 1 signifikant, ohne die Gefahr einer plastischen Verformung des dünnwandigen Ventilsitzkörpers 2 hinnehmen zu müssen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Absatz 11 mit einer Schneidkante versehen, die in das Ventilgehäuse 1 radial eindringt, die zusätzlich zum elastischen Eingriff des federnden Rohrabschnitts 10 in den Spielpassungsabschnitt 9 des Ventilsitzkörpers 2 wirksam ist.
Die Wandstärke des Ventilsitzkörpers 2 ist gegenüber dem Spielpassungsabschnitt 9 im Bereich des Presspassungsabschnitts 8 größer dimensioniert, um eine Verformung des Ventilsitzkörpers 2 sowohl während als auch nach dem Einpressvorgang in den Rohrabschnitt 10 dauerhaft ausschließen zu können.
Um eine möglichst einfache, insbesondere automatengerechte Zuführung des Ventilsitzkörpers 2 während des Montageprozesses zu ermöglichen, weist der dem Ventilschließkörper 4 zugewandte Endabschnitt des Ventilsitzkörpers 2 einen gegenüber der Durchgangsbohrung 14 verkleinerten Außendurchmesser auf, an den sich ein in Richtung des Presspassungsabschnitts 8 kegelförmig erweiterter Zentrierabschnitt 16 anschließt, sodass auf einfache Weise mit relativ geringem (Kraft-)Aufwand der Ventilsitzkörper 2 in den zur Ventilsitzfixierung erforderlichen Befestigungsabschnitt der Durchgangsbohrung 14 eingesteckt werden kann.
Wie aus der bevorzugten Ausführungsform nach 2 zu entnehmen ist, unterteilt sich der Zentrierabschnitt 16 in zwei Kegelabschnitte, wovon der zwischen den ersten Kegelabschnitt 17 und dem Presspassungsabschnitt 8 angeordnete zweite Kegelabschnitt 18 gegenüber dem ersten Kegelabschnitt 17 einen kleineren Neigungswinkel aufweist, sodass sich infolge der gewählten Abstufung beider Neigungswinkel die Zu- und Einführung des Ventilsitzkörpers 2 in die Durchgangsbohrung 4 vor dem eigentlichen Einpressvorgang besonders einfach gestaltet.
Zur Montage wird der buchsenförmige Ventilsitzkörper 2 somit zunächst leichtgängig mit seinem Zentrierabschnitt 16 von unten in Richtung des Ventilschließkörpers 4 in die sich bis in den elastischen Rohrabschnitt 10 erstreckende Durchgangsbohrung 14 eingeführt und stetig mit seinem Presspassungsabschnitts 8 in den relevanten Befestigungsabschnitt der Durchgangsbohrung 14 eingepresst, wobei der Rohrabschnitt 10 während des Einpressvorgangs jeweils unterhalb des Absatzes 11 in den Spielpassungsabschnitt 9 zurückfedert, sodass eine entgegengesetzte Bewegung und damit ein unerwünschtes Zurückrutschen des Ventilsitzkörpers 2 auch unter extremer Beanspruchung mit großer Sicherheit ausgeschlossen werden kann.
Es verbleibt somit zwischen dem Spielpassungsabschnitt 9 des Ventilsitzkörpers 2 und dem radial nach innen einfedernden Rohrabschnitt 10 ein hydraulisch beaufschlagter Ringspalt, der jeweils dem im Ventilgehäuse 1 anstehenden hydraulischen Druck ausgesetzt ist.
Die Einpresstiefe des Ventilsitzkörpers 2 im Ventilgehäuse 1 ist zur ungehinderten Justierbarkeit variabel einstellbar, sodass der Spielpassungsabschnitt 9 des Ventilsitzkörpers 2 am radial nach innen einfedernden Rohrabschnitt 10 in der Regel mehr oder weniger weit hervor steht. Folglich wird der Ventilsitzkörper 2 im Bereich des Spielpassungsabschnitts 9 nur teilweise vom einfedernden Rohrabschnitt 10 überdeckt, ohne jedoch bei Wunsch oder Bedarf ein vollständiges Versenken des schlanken Rohrabschnitts 10 mittels eines geeigneten Einpresswerkzeugs ausschließen zu müssen.
Bezugszeichenliste

1: Ventilgehäuse
2: Ventilsitzkörper
3: Rückstellfeder
4: Ventilschließkörper
5: Kappe
6: Ringfilter
7: Plattenfilter
8: Presspassungsabschnitt
9: Spielpassungsabschnitt
10: Rohrabschnitt
11: Absatz
12: Druckanschluss
13: Magnetanker
14: Durchgangsbohrung
15: Bohrungsstufe
16: Zentrierabschnitt
17: Kegelabschnitt
18: Kegelabschnitt

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 102004030428 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilschließkörper, der einen Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag, welcher in einem in das Ventilgehäuse eingepressten, als Buchse gestalteten Ventilsitzkörper ausgebildet ist, sowie mit einem zur Betätigung des Ventilschließkörpers vorgesehenen Magnetanker, der von einer Rückstellfeder beaufschlagt ist, die in einer Durchgangsbohrung des Ventilgehäuses angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzkörper (2) entlang seinem Außenmantel außer einem Presspassungsabschnitt (8) einen Spielpassungsabschnitt (9) aufweist, wozu der Spielpassungsabschnitt (9) einen gegenüber dem Presspassungsabschnitt (8) verkleinerten Außendurchmesser aufweist, und dass das Ventilgehäuse (1) zur sicheren Fixierung des Ventilsitzkörpers (2) einen radial nach innen einfedernden Rohrabschnitt (10) aufweist, der mit einem konstanten Innendurchmesser versehen ist, der gegenüber dem Außendurchmesser des Presspassungsabschnitts (8) verkleinert ist, sodass der Rohrabschnitt (10) infolge seiner Elastizität in den Spielpassungsabschnitt (9) des Ventilsitzkörpers (2) einfedert.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Absatzes (11) am Außenmantel des Ventilsitzkörpers (2) ein stufenförmiger Übergang zwischen dem Presspassungsabschnitt (8) und dem Spielpassungsabschnitt (9) hergestellt ist, der infolge der radialen Einfederung des Rohrabschnitts (10) in den Spielpassungsabschnitt (9) des Ventilsitzkörpers (2) vom Rohrabschnitt (10) umschlossen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (11) mit einer Schneidkante versehen ist, die in das Ventilgehäuse (1) radial eindringt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Spielpassungsabschnitt (9) des Ventilsitzkörpers (2) und dem radial nach innen einfedernden Rohrabschnitt (10) ein hydraulisch beaufschlagter Ringspalt verbleibt, der dem im Ventilgehäuse (1) herrschenden hydraulischen Druck ausgesetzt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpresstiefe des Ventilsitzkörpers (2) im Ventilgehäuse (1) variabel einstellbar ist, und dass der Spielpassungsabschnitt (9) am radial nach innen einfedernden Rohrabschnitt (10) vorzugsweise hervor steht, sodass der Ventilsitzkörper (2) im Bereich des Spielpassungsabschnitts (9) nur teilweise vom einfedernden Rohrabschnitt (10) überdeckt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits des Ventilsitzkörpers (2) in das Ventilgehäuse (1) jeweils ein Druckanschluss (12) einmündet, der oberhalb des Ventilsitzkörpers (2) als Querkanal und unterhalb des Ventilsitzkörpers (2) als Vertikalkanal ausgeführt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (1) im Bereich des Querkanals einen Ringfilter (6) sowie im Bereich des Vertikalkanals einen Plattenfilter (7) aufnimmt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (3) zwischen einer dem Ventilgehäuse (1) zugewandten Stirnfläche des Magnetanker (13) und einer Stirnfläche des Ventilgehäuses (1) eingespannt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Durchgangsbohrung (14) ein Absatz in Form einer Bohrungsstufe (15) vorgesehen ist, an der sich die Rückstellfeder (3) mit ihrem vom Magnetanker (13) abgewandten Ende abstützt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Ventilschließkörper (4) zugewandte Endabschnitt des Ventilsitzkörpers (2) einen gegenüber der Durchgangsbohrung (14) verkleinerten Außendurchmesser aufweist, an den sich ein in Richtung des Presspassungsabschnitts (8) kegelförmig erweiterter Zentrierabschnitt (16) anschließt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierabschnitt (16) in zwei Kegelabschnitte unterteilt ist, wovon der zwischen den ersten Kegelabschnitt (17) und dem Presspassungsabschnitt (8) angeordnete zweite Kegelabschnitt (18) gegenüber dem ersten Kegelabschnitt (17) einen kleineren Neigungswinkel aufweist.