DE102015118217A1

DE102015118217A1 - Electromagnetic valve for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102015118217A1
Application number: DE102015118217.3A
Authority: DE
Inventors: Yilmaz Turgut; Rolf Lappan; Lukas Romanowski; Markus Schwarz; Nikolaus Henze
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2017-04-27

Abstract

Elektromagnetventil für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromagneten (2) mit einer bestrombaren Spule (4), die auf einem Spulenträger (6) angeordnet ist, einem Kern (8), der im Spulenträger (6) angeordnet ist und Flussleiteinrichtungen (10, 12, 14), einem Strömungsgehäuse (16) mit einem Einlassanschluss (38) und einem Auslassanschluss (40), einem Ventilelement (20), welches mittels des Elektromagneten (2) axial bewegbar ist und mindestens eine erste Druckangriffsfläche (42) und mindestens eine zweite Druckangriffsfläche (44) aufweist, wobei die beiden Druckangriffsflächen (42, 44) einander axial gegenüber liegen, einem Ventilsitz (32), der im Strömungsgehäuse (16) fest angeordnet ist, einem Druckraum (26), der durch den Ventilsitz (32) radial begrenzt ist, wobei der im Druckraum (26) herrschende Druck im Schließzustand auf die erste axiale Druckangriffsfläche (42) wirkt und das Ventilelement (20) in Öffnungsrichtung belastet, einem Steuerraum (28), der über einen Kanal (22) mit dem Druckraum (26) fluidisch verbunden ist, sodass der im Steuerraum (28) herrschende und auf die zweite Druckangriffsfläche (44) wirkende Druck dem Druck im Druckraum (26) entspricht und das Ventilelement (20) in Schließrichtung belastet, und einem Federelement (36), das das Ventilelement (20) axial in Schließrichtung belastet. Eine derartige Ausführung weist keine für die Dimensionierung des Elektromagneten (2) zuverlässige Auslegungsgröße auf. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, dass im Schließzustand die mindestens eine erste Druckangriffsfläche (42) größer ist als die mindestens eine zweite Druckangriffsfläche (44). Durch den Größenunterschied zwischen den beiden Druckangriffsflächen (42, 44) in Kombination mit dem Federelement (36) ist eine zuverlässige Auslegungsgröße vorhanden, die zur Dimensionierung eines Elektromagneten (2) verwendet werden kann.Electromagnetic valve for a motor vehicle having an electromagnet (2) with an energizable coil (4) which is arranged on a coil carrier (6), a core (8) which is arranged in the coil carrier (6) and flux conducting devices (10, 12, 14 ), a flow housing (16) with an inlet port (38) and an outlet port (40), a valve element (20) which is axially movable by means of the electromagnet (2) and at least one first pressure application surface (42) and at least one second pressure application surface (16). 44), wherein the two pressure engagement surfaces (42, 44) are axially opposite each other, a valve seat (32) fixedly disposed in the flow housing (16), a pressure chamber (26) which is radially bounded by the valve seat (32) , wherein the pressure prevailing in the pressure chamber (26) acts in the closed state on the first axial pressure application surface (42) and the valve element (20) loaded in the opening direction, a control chamber (28) via a channel (2 2) with the pressure chamber (26) is fluidly connected, so that in the control chamber (28) prevailing and on the second pressure application surface (44) acting pressure corresponding to the pressure in the pressure chamber (26) and the valve element (20) loaded in the closing direction, and a Spring element (36) which loads the valve element (20) axially in the closing direction. Such a design has no reliable design size for the dimensioning of the electromagnet (2). According to the invention, it is therefore proposed that, in the closed state, the at least one first pressure application surface (42) is larger than the at least one second pressure application surface (44). Due to the difference in size between the two pressure application surfaces (42, 44) in combination with the spring element (36) a reliable design size is available, which can be used for dimensioning an electromagnet (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromagneten mit einer bestrombaren Spule, die auf einem Spulenträger angeordnet ist, einem Kern, der im Spulenträger angeordnet ist und Flussleiteinrichtungen, einem Strömungsgehäuse mit einem Einlassanschluss und einem Auslassanschluss, einem Ventilelement, welches mittels des Elektromagneten axial bewegbar ist und mindestens eine erste Druckangriffsfläche und mindestens eine zweite Druckangriffsfläche aufweist, wobei die beiden Druckangriffsflächen einander axial gegenüber liegen, einem Ventilsitz, der im Strömungsgehäuse fest angeordnet ist, einem Druckraum, der durch den Ventilsitz radial begrenzt ist, wobei der im Druckraum herrschende Druck im Schließzustand auf die erste axiale Druckangriffsfläche wirkt und das Ventilelement in Öffnungsrichtung belastet, einem Steuerraum, der über einen Kanal mit dem Druckraum fluidisch verbunden ist, sodass der im Steuerraum herrschende und auf die zweite Druckangriffsfläche wirkende Druck dem Druck im Druckraum entspricht und das Ventilelement in Schließrichtung belastet, und einem Federelement, das das Ventilelement axial in Schließrichtung belastet.The invention relates to a solenoid valve for a motor vehicle having an electromagnet with an energizable coil, which is arranged on a coil carrier, a core which is arranged in the coil carrier and flux guides, a flow housing with an inlet port and an outlet port, a valve element which by means of the electromagnet is axially movable and has at least a first pressure application surface and at least a second pressure application surface, wherein the two pressure application surfaces are axially opposite, a valve seat which is fixedly disposed in the flow housing, a pressure chamber which is radially bounded by the valve seat, wherein the ruling in the pressure chamber Pressure in the closed state acts on the first axial pressure application surface and the valve element loaded in the opening direction, a control chamber which is fluidly connected via a channel to the pressure chamber, so that prevailing in the control chamber and on the second pressure application surface pressure corresponding to the pressure in the pressure chamber and the valve element loaded in the closing direction, and a spring element which loads the valve element axially in the closing direction.

Derartige Elektromagnetventile können beispielsweise bei hydraulischen Stelleinrichtungen, in Steuerungen für Kraftfahrzeugautomatikgetriebe oder in Verbindung mit Motorölpumpen eingesetzt werden. Üblicherweise handelt es sich dabei um On/Off-Ventile, die entweder einen Durchfluss zulassen oder diesen unterbinden. Such solenoid valves can be used for example in hydraulic actuators, in controls for automotive automatic transmission or in conjunction with engine oil pumps. These are usually on / off valves that either allow or prevent flow.

Ein derartiges Elektromagnetventil ist aus der DE 10 2008 060 889 bekannt. Dieses Elektromagnetventil weist einen Elektromagneten auf, durch den ein Ventilelement in Öffnungsrichtung belastet werden kann und dadurch der Fluidstrom zwischen einem Einlass und einem Auslass freigegeben werden kann. Das Ventilelement weist einen Kanal auf, der ein erstes axiales Ende des Ventilelements mit einem zweiten axialen Ende des Ventilelements fluidisch verbindet, sodass derselbe Druck an beiden axialen Enden des Ventilelements wirkt. Außerdem weist das Ventilelement an beiden axialen Enden jeweils eine gleich große axiale Druckangriffsfläche auf. Durch den an beiden Druckangriffsflächen wirkenden gleichen Druck und die gleich großen Druckangriffsflächen ist das Ventilelement druckausgeglichen und vom herrschenden Druck unabhängig. Mit einer zwischen dem Ventilelement und einem Kern angeordneten Feder, die eine entgegen der Magnetkraft wirkende Federkraft erzeugt, wird das Ventilelement in Schließrichtung belastet. So liegt im unbestromten Zustand des Elektromagneten das Ventilelement am Ventilsitz an und unterbindet den Fluidstrom zwischen dem Einlass und dem Auslass. Mit der Bestromung des Elektromagneten wird das Ventilelement vom Ventilsitz abgehoben und der Fluidstrom freigegeben. Such a solenoid valve is out of DE 10 2008 060 889 known. This solenoid valve has an electromagnet through which a valve element can be loaded in the opening direction and thereby the fluid flow between an inlet and an outlet can be released. The valve member has a channel fluidly connecting a first axial end of the valve member to a second axial end of the valve member so that the same pressure acts on both axial ends of the valve member. In addition, the valve element at both axial ends in each case an equally large axial pressure application surface. By acting on both pressure application surfaces equal pressure and the same size pressure application surfaces, the valve element is pressure balanced and independent of the prevailing pressure. With a arranged between the valve element and a core spring which generates a force acting against the magnetic force spring force, the valve element is loaded in the closing direction. Thus, in the de-energized state of the solenoid, the valve member abuts the valve seat and inhibits fluid flow between the inlet and the outlet. With the energization of the electromagnet, the valve element is lifted from the valve seat and released the fluid flow.

Nachteilig an dem bekannten Elektromagnetventil ist es, dass während der Produktlebensdauer der Druckausgleich am Ventilelement aufgrund von Verschleißerscheinungen am Ventilelement aufgehoben wird. So ändert sich über die gesamte Lebensdauer die zum Freigeben des Fluidstroms zwischen dem Ein- und Auslass benötigte Magnetkraft, die vom Elektromagneten erzeugt werden muss. Auf Grund dieser Schwankung der benötigten Magnetkraft liegt keine zuverlässige Auslegungsgröße vor, die zur Auslegung des Elektromagneten hinzugezogen werden kann, um den Elektromagneten zu dimensionieren. A disadvantage of the known solenoid valve is that during the product life of the pressure compensation on the valve element is canceled due to wear on the valve element. Thus, over the lifetime of the required to release the fluid flow between the inlet and outlet magnetic force required to be generated by the electromagnet. Due to this variation of the required magnetic force, there is no reliable design size that can be used to design the solenoid to dimension the solenoid.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektromagnetventil soweit weiterzuentwickeln, dass das Elektromagnetventil eine vom Verschleiß unabhängige Auslegungsgröße aufweist, die zur Auslegung des Elektromagneten verwendet werden kann.The invention is therefore based on the object to further develop a solenoid valve to the extent that the solenoid valve has a size independent of wear design size, which can be used to design the solenoid.

Diese Aufgabe wird durch ein Elektromagnetventil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dadurch, dass im Schließzustand die mindestens eine erste Druckangriffsfläche größer als die mindestens eine zweite Druckangriffsfläche ist, wird erreicht, dass aufgrund der unterschiedlich großen Druckangriffsflächen und dem herrschenden Druck immer eine Kraft in Öffnungsrichtung wirkt, die durch ein Federelement ausgeglichen wird und das Ventilelement auf den Ventilsitz gedrückt wird. Dabei erreicht die benötigte Magnetkraft maximal die Federkraft des Federelements. Auf diese Weise kann vereinfacht die Auslegung des Elektromagneten anhand der maximalen Federkraft geschehen. Außerdem ermöglicht das Größenverhältnis zwischen den beiden axialen Druckangriffsflächen eine Fail-Safe-Funktion, so dass der Fluidstrom ab einem definierten Druck und ohne Bestromung der Spule freigegeben wird.This object is achieved by a solenoid valve having the features of the main claim. The fact that in the closed state, the at least one first pressure application surface is greater than the at least one second pressure application surface, it is achieved that due to the different sized pressure application surfaces and the prevailing pressure always acts a force in the opening direction, which is compensated by a spring element and the valve element on the Valve seat is pressed. The required magnetic force reaches a maximum of the spring force of the spring element. In this way, the design of the electromagnet based on the maximum spring force can be simplified. In addition, the size ratio between the two axial pressure application surfaces allows a fail-safe function, so that the fluid flow is released from a defined pressure and without energizing the coil.

Vorzugsweise umfasst das Ventilelement ein Ventilschließglied und einen Anker, wobei das Ventilelement einteilig ausgeführt ist. Dadurch können die Fertigungs- und Montagekosten reduziert werden. Es werden keine weiteren Fügeelemente benötigt, die den Anker und das Ventilschließglied miteinander verbinden. Ebenso wird kein zusätzlicher Montageschritt benötigt, um den Anker mit dem Ventilschließglied zu verbinden. Preferably, the valve element comprises a valve closing member and an armature, wherein the valve element is made in one piece. As a result, the manufacturing and assembly costs can be reduced. There are no further joining elements needed, which connect the armature and the valve closing member with each other. Likewise, no additional assembly step is needed to connect the armature to the valve closure member.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Ventilelement ein Ventilschließglied und einen Anker, wobei das Ventilschließglied und der Anker zwei getrennte Bauteile bilden und miteinander verbunden sind. Dadurch können der Anker und das Ventilschließglied aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein, um die bestmögliche Wirkung der einzelnen Bauteile zu erreichen. So kann das Ventilschließglied beispielsweise aus einem unmagnetischen und der Anker aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt sein. Außerdem kann das Ventilschließglied aus einem besonders verschleißresistenten Werkstoff oder einem Werkstoff mit einer geringeren Dichte hergestellt sein. In a preferred embodiment, the valve element comprises a valve closing member and an armature, wherein the valve closing member and the armature form two separate components and are interconnected. As a result, the armature and the valve closing member can be made of different materials to the best effect of the to reach individual components. For example, the valve closing member may be made of a nonmagnetic material and the armature may be made of a magnetic material. In addition, the valve closure member may be made of a particularly wear-resistant material or a material with a lower density.

Vorzugsweise weist das Ventilschließglied eine rechtwinklige Schließkante und der Ventilsitz eine konische Anlagefläche auf. Während der Lebensdauer verschleißt die rechtwinklige Schließkante am Ventilschließglied und das Ventilschließglied verschiebt sich im geschlossenen Zustand in Richtung des kleineren Durchmessers der konischen Anlagefläche. Dadurch verkleinert sich die erste axiale Druckangriffsfläche mit fortschreitendem Verschleiß, so dass die benötigte Magnetkraft zum Freigeben des Fluidstroms bis maximal zur Federkraft des Federelements ansteigt. Auf diese Weise kann für die Dimensionierung des Elektromagneten die Federkraft des Federelements verwendet werden, welche unabhängig vom Verschleiß ist.Preferably, the valve closure member has a right-angled closing edge and the valve seat has a conical bearing surface. During its service life, the right-angled closing edge on the valve closing member wears and the valve closing member shifts in the closed state in the direction of the smaller diameter of the conical bearing surface. As a result, the first axial pressure application surface decreases as the wear progresses, so that the required magnetic force for releasing the fluid flow increases up to at most the spring force of the spring element. In this way, for the dimensioning of the electromagnet, the spring force of the spring element can be used, which is independent of wear.

Alternativ weist das Ventilschließglied eine konische Auflagefläche und der Ventilsitz eine rechtwinklige Schließkante auf. Während der Lebensdauer verschleißt die rechtwinklige Schließkante am Ventilsitz und die Schließkante verschiebt sich in Richtung des großen Durchmessers der konischen Anlagefläche. Dadurch vergrößert sich mit fortschreitendem Verschleiß die erste axiale Druckangriffsfläche, so dass die Belastung des Ventilelements in Öffnungsrichtung ansteigt. Dadurch wird eine Fail-Safe-Funktion auch bei vorliegendem Verschleiß weiterhin sichergestellt.Alternatively, the valve closure member has a conical bearing surface and the valve seat has a right-angled closing edge. During its service life, the right-angled closing edge wears on the valve seat and the closing edge shifts in the direction of the large diameter of the conical bearing surface. As a result, as wear progresses, the first axial pressure application surface increases, so that the load on the valve element increases in the opening direction. As a result, a fail-safe function continues to be ensured even in the event of wear.

Vorteilhafterweise ist zwischen dem Ventilelement und dem feststehenden Kern ein Abstandshalter angeordnet. Mit der Bestromung der Spule wird das Ventilelement hin zum Kern axial verschoben, so dass eine axiale Fläche des Ventilelements an einer axialen Fläche des Kerns anliegt. In Kombination mit dem Fluid führt ein vollständiges Anliegen des Ventilelements am Kern zu Adhäsionskräften. Um dies kostengünstig und bauraumsparend zu verhindern, wird der Abstandshalter zwischen dem Ventilelement und dem Kern angeordnet, der einen Spalt zwischen dem Kern und dem Ventilelement erzeugt. Advantageously, a spacer is arranged between the valve element and the stationary core. With the energization of the coil, the valve element is axially displaced toward the core, so that an axial surface of the valve element bears against an axial surface of the core. In combination with the fluid, complete engagement of the valve member with the core results in adhesive forces. In order to prevent this in a cost-effective and space-saving manner, the spacer is arranged between the valve element and the core, which creates a gap between the core and the valve element.

Vorzugsweise ragt das Strömungsgehäuse in den Spulenträger hinein, wobei der Spulenträger den hineinragenden Abschnitt radial umgibt. Auf diese Weise kann der Elektromagnet und das Strömungsgehäuse auf eine kostengünstige Weise zusammengebaut und abgedichtet werden. Außerdem wird keine zusätzliche Gleitbuchse zur Führung des Ventilelements benötigt. Preferably, the flow housing protrudes into the bobbin, wherein the bobbin radially surrounds the projecting portion. In this way, the solenoid and the flow housing can be assembled and sealed in a cost effective manner. In addition, no additional slide bushing is required to guide the valve element.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Federelement zwischen dem Ventilelement und dem Strömungsgehäuse angeordnet. Hierdurch lässt sich das Federelement auf eine bauraumsparende und einfache Weise in das Elektromagnetventil integrieren.In a preferred embodiment, the spring element is arranged between the valve element and the flow housing. As a result, the spring element can be integrated in a space-saving and simple manner in the solenoid valve.

Vorzugsweise erstreckt sich an der Umfangsfläche des Ventilelements ein ringförmiger Vorsprung in radialer Richtung, an dem sich das Federelement abstützt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird der ringförmige Vorsprung durch einen Absatz am Ventilschließglied gebildet. Dadurch wird ein Vorsprung zum Abstützen des Federelements erzeugt, ohne dass dafür zusätzlich Montage- oder Fertigungsschritte benötigt werden. Preferably, an annular projection in the radial direction, on which the spring element is supported, extends on the peripheral surface of the valve element. In a particularly advantageous embodiment, the annular projection is formed by a shoulder on the valve closure member. As a result, a projection for supporting the spring element is produced, without the need for additional assembly or manufacturing steps.

1 zeigt eine erste erfindungsgemäße Ausführung eines Elektromagnetventils in Seitenansicht und geschnittener Darstellung. 1 shows a first embodiment according to the invention of a solenoid valve in side view and a sectional view.

2 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführung eines Elektromagnetventils in Seitenansicht und geschnittener Darstellung. 2 shows a second embodiment according to the invention of a solenoid valve in side view and sectional view.

Das erfindungsgemäße und in der 1 dargestellte Elektromagnetventil umfasst im Wesentlichen einen Elektromagneten 2, an dem ein Strömungsgehäuse 16 befestigt ist. Der Elektromagnet 2 weist eine Spule 4, die auf eine Spulenträger 6 gewickelt oder aufgesteckt ist, einen Kern 8, der im Inneren des Spulenträgers 6 angerordnet ist, und Flussleiteinrichtungen 10, 12, 14 auf. Die beiden Flussleiteinrichtungen 10, 12 sind an den beiden axialen Enden des Spulenträgers 6 angeordnet. Die dritte Flussleiteinrichtung 14 grenzt an die beiden anderen Flussleiteinrichtungen 10, 12 an und umschließt radial die Spule 4 und den Spulenträger 6. Die Spule 4 weist eine Kunststoffummantelung 24 auf, die zwischen der Spule 4 und der Flussleiteinrichtung 14 angeordnet ist und die Spule 4 radial umschließt.The invention and in the 1 shown solenoid valve essentially comprises an electromagnet 2 to which a flow housing 16 is attached. The electromagnet 2 has a coil 4 on a coil carrier 6 wrapped or pinned, a core 8th inside the coil carrier 6 ordered, and Flussleiteinrichtungen 10 . 12 . 14 on. The two flux guides 10 . 12 are at the two axial ends of the bobbin 6 arranged. The third flux guide 14 adjoins the two other flux guides 10 . 12 and radially surrounds the coil 4 and the coil carrier 6 , The sink 4 has a plastic sheath 24 on that between the coil 4 and the flux guide 14 is arranged and the coil 4 encloses radially.

An seinem dem Strömungsgehäuse 16 zugewandten Ende weist der Kern 8 eine Aussparung 30 auf, in die ein bewegliches Ventilelement 20 einführbar ist. Das Ventilelement 20 ist im Strömungsgehäuse 16 axial verschiebbar angeordnet und dient sowohl als Anker als auch als Ventilschließglied 34. Zwischen dem Ventilelement 20 und dem Kern 8 ist ein nicht magnetisierbarer Abstandshalter 18 angeordnet, der aus einem Hohlzylinder 48 und einem daran anschließenden Kragen 46 besteht. Der Hohlzylinder 48 ist in einem Kanal 22 und der Kragen 46 an einer Stirnfläche eines axialen Endes des Ventilelements 20 angeordnet, das zur Aussparung 30 des Kerns 8 weist. At his the flow housing 16 facing end points the core 8th a recess 30 in which a movable valve element 20 is insertable. The valve element 20 is in the flow housing 16 arranged axially displaceable and serves both as an anchor and as a valve closure member 34 , Between the valve element 20 and the core 8th is a non-magnetizable spacer 18 arranged, consisting of a hollow cylinder 48 and an adjoining collar 46 consists. The hollow cylinder 48 is in a channel 22 and the collar 46 on an end face of an axial end of the valve element 20 arranged that to the recess 30 of the core 8th has.

Mit der Bestromung der Spule 4 entsteht ein Magnetfeld mit einer entsprechenden Magnetkraft, die eine Axialbewegung des Ventilelements 20 in Richtung des Kerns 8 bewirkt, wobei die Axialbewegung des Ventilelements 20 durch die Tiefe der am Kern 8 ausgebildete Aussparung 30 begrenzt wird. Hat das Ventilelement 20 die Axialbewegung ausgeführt, liegt das Ventilelement 20 mit dem am Ventilelement 20 angeordneten Abstandshalter 18 am Kern 8 an, wobei der Kragen 46 des Abstandselements 18 einen Spalt zwischen dem magnetisierbaren Ventilelement 20 und dem Kern 8 bildet und dadurch ein Verkleben des Ventilelements 20 am Kern 8 vermeidet. With the energization of the coil 4 creates a magnetic field with a corresponding magnetic force, the axial movement of the valve element 20 in Direction of the nucleus 8th causes, with the axial movement of the valve element 20 through the depth of the core 8th trained recess 30 is limited. Has the valve element 20 executed the axial movement, the valve element is located 20 with the valve element 20 arranged spacers 18 at the core 8th on, with the collar 46 of the spacer element 18 a gap between the magnetizable valve element 20 and the core 8th forms and thereby sticking of the valve element 20 at the core 8th avoids.

Das Ventilschließglied 34 weist eine rechtwinklige Schließkante auf, die im Schließzustand an einer konischen Anlagefläche eines im Strömungsgehäuse 16 angeordneten Ventilsitzes 32 anliegt und den Fluidstrom zwischen einem Einlassanschluss 38 und einem Auslassanschluss 40 unterbindet. Außerdem weist das Ventilschließglied 34 einen Vorsprung 50 auf, der sich von der äußeren Mantelfläche des Ventilelements 20 radial nach außen erstreckt. Zwischen dem radialen Vorsprung 50 und einem radialen Absatz am Strömungsgehäuse 16 ist ein Federelement 36 angeordnet, welches das Ventilelement 20 in Schließrichtung belastet.The valve closure member 34 has a right-angled closing edge, which in the closed state at a conical contact surface of the flow housing 16 arranged valve seat 32 is applied and the fluid flow between an inlet port 38 and an outlet port 40 in derogation. In addition, the valve closure member has 34 a lead 50 on, extending from the outer surface of the valve element 20 extends radially outward. Between the radial projection 50 and a radial shoulder on the flow housing 16 is a spring element 36 arranged, which the valve element 20 loaded in the closing direction.

Der in der Mitte des Ventilelements 20 ausgebildete Kanal 22 verbindet einen Druckraum 26 mit einem Steuerungsraum 28. Der Druckraum 26 ist am dem Ventilsitz 32 zugewandten axialen Ende des Ventilelements 20 angeordnet und ist durch den Ventilsitz 32 radial begrenzt. Der Steuerraum 28 ist am dem Kern 6 zugewandten axialen Ende des Ventilelements 20 angeordnet und wird durch den Spulenträger 6 radial sowie durch den Kern 8 und das Strömungsgehäuse 16 axial begrenzt. The one in the middle of the valve element 20 trained channel 22 connects a pressure room 26 with a control room 28 , The pressure room 26 is on the valve seat 32 facing axial end of the valve element 20 arranged and is through the valve seat 32 radially limited. The control room 28 is at the core 6 facing axial end of the valve element 20 arranged and is through the coil carrier 6 radially as well as through the core 8th and the flow housing 16 axially limited.

Das Ventilelement 20 weist eine zum Druckraum 26 gerichtete erste Druckangriffsfläche 42 auf, die durch den Ventilsitz 32 begrenzt ist. Das Ventilelement 20 weist eine zweite axiale Druckangriffsfläche 44 auf, die zum Steuerraum 28 gerichtet ist und durch den Außendurchmesser des Ventilelements 20 definiert ist. The valve element 20 has one to the pressure room 26 directed first pressure application surface 42 on that through the valve seat 32 is limited. The valve element 20 has a second axial pressure application surface 44 on that to the control room 28 is directed and through the outer diameter of the valve element 20 is defined.

Durch die fluidische Verbindung über den Kanal 22 herrscht im Druckraum 26 und im Steuerraum 28 immer derselbe Druck. Außerdem ist die erste Druckangriffsfläche 42 größer ausgeführt als die zweite Druckangriffsfläche 44, da der Durchmesser des Ventilsitzes 32 größer ist als der Durchmesser des entgegengesetzten axialen Endes des Ventilelements 20. So wird durch das Größenverhältnis zwischen den beiden Druckangriffsflächen 42, 44 und den gleichen Druck im Druckraum 26 und im Steuerraum 28 das Ventilelement 20 in Öffnungsrichtung belastet. Dem wirkt das Federelement 36 entgegen, so dass die Schließkante des Ventilschließglieds 34 an der Anlagefläche des Ventilsitzes 32 anliegt. Erst mit der Bestromung der Spule 4 oder bei einem hohen herrschen Druck wird das Ventilelement 20 axial verschoben, das Ventilschließglied 34 vom Ventilsitz 32 abgehoben und der Fluidstrom zwischen dem Einlassanschluss 38 und dem Auslassanschluss 40 freigegeben. Through the fluidic connection via the channel 22 prevails in the pressure room 26 and in the control room 28 always the same pressure. In addition, the first pressure application surface 42 made larger than the second pressure application surface 44 because the diameter of the valve seat 32 greater than the diameter of the opposite axial end of the valve member 20 , This is due to the size ratio between the two pressure application surfaces 42 . 44 and the same pressure in the pressure room 26 and in the control room 28 the valve element 20 loaded in the opening direction. The effect of the spring element 36 opposite, so that the closing edge of the valve closing member 34 at the contact surface of the valve seat 32 is applied. Only with the energization of the coil 4 or at a high prevailing pressure, the valve element becomes 20 axially displaced, the valve closing member 34 from the valve seat 32 lifted and the fluid flow between the inlet port 38 and the outlet port 40 Approved.

Das erfindungsgemäße Größenverhältnis der beiden Druckangriffsflächen 42, 44 ermöglicht zusätzlich eine Integration einer Fail-Safe-Funktion, so dass das Ventilelement 20 ab einem bestimmten Druck und ohne die Bestromung der Spule 4 axial verschoben wird und den Fluidstrom zwischen dem Einlassanschluss 38 und Auslassanschluss 40 freigibt. The inventive size ratio of the two pressure application surfaces 42 . 44 Additionally allows integration of a fail-safe function, so that the valve element 20 from a certain pressure and without energizing the coil 4 is axially displaced and the fluid flow between the inlet port 38 and outlet port 40 releases.

Im Laufe der Produktlebensdauer treten Verschleißerscheinungen der rechtwinkligen Schließkante am Ventilschließglied 34 auf, wodurch sich die Schließkante in Richtung des kleineren Durchmessers der konischen Anlagefläche verschiebt und die erste axiale Druckangriffsfläche 42 kleiner wird. Die beiden Druckangriffsfläche 42, 44 sind entsprechend dimensioniert, dass auch bei sehr weit fortgeschrittenem Verschleiß die erste axiale Druckangriffsfläche 42 größer ist als die entgegengesetzte zweite axiale Druckangriffsfläche 44. Dies wird beispielsweise ermöglicht, indem der Innendurchmesser der den Ventilsitz 32 bildenden Hülse und die zweite axiale Druckangriffsfläche 44 gleich groß sind. So ist das Ventilelement 20 während der gesamten Lebensdauer aufgrund der druckbedingten Belastung in Öffnungsrichtung belastet. Der druckbedingten Belastung wirkt die Federkraft des Federelements 36 entgegen, welche vom Verschleiß unabhängig ist und über der gesamten Lebensdauer konstant ist. So stellt die Federkraft des Federelements 36 eine zuverlässige Auslegungsgröße dar, die zur Dimensionierung des Elektromagneten 2 verwendet werden kann. During the life of the product, signs of wear of the right-angled closing edge on the valve closing element occur 34 on, whereby the closing edge moves in the direction of the smaller diameter of the conical bearing surface and the first axial pressure application surface 42 gets smaller. The two pressure application area 42 . 44 are dimensioned accordingly, that even with very advanced wear, the first axial pressure application surface 42 is greater than the opposite second axial pressure application surface 44 , This is for example made possible by the inner diameter of the valve seat 32 forming sleeve and the second axial pressure application surface 44 are the same size. This is the valve element 20 loaded during the entire life due to the pressure-related load in the opening direction. The pressure-related load acts on the spring force of the spring element 36 which is independent of wear and constant over the entire service life. Thus, the spring force of the spring element 36 a reliable design size, the dimensioning of the electromagnet 2 can be used.

2 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführung des Elektromagnetventils, die im Wesentlichen die gleichen Komponenten wie die Ausführung in 1 aufweisen. Der entscheidende Unterschied ist, dass das Ventilschließglied 34 eine konische Anlagefläche und der Ventilsitz 32 eine rechtwinklige Schließkante aufweisen. 2 shows a second embodiment of the invention of the solenoid valve, which essentially the same components as the embodiment in 1 exhibit. The key difference is that the valve closure member 34 a conical contact surface and the valve seat 32 have a right-angled closing edge.

In dieser Ausführungsform des Elektromagnetventils bewirkt der Verschleiß der Schließkante eine Vergrößerung der ersten axialen Druckangriffsfläche 42, indem sich die Schließkante des Ventilsitzes 32 an der konischen Anlagefläche am Ventilschließglied 34 in Richtung des größeren Durchmessers der Anlagefläche verschiebt. Dadurch steigt die Belastung in Öffnungsrichtung des Ventilelements 20 an und sichert eine gegebenenfalls erwünschte Fail-Safe-Funktion auch bei weit fortgeschrittenem Verschleiß.In this embodiment of the electromagnetic valve, the wear of the closing edge causes an enlargement of the first axial pressure application surface 42 by passing the closing edge of the valve seat 32 on the conical contact surface on the valve closure member 34 moves in the direction of the larger diameter of the contact surface. As a result, the load in the opening direction of the valve element increases 20 and ensures a possibly desired fail-safe function even with advanced wear.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern weitere Ausführungen des Ventilelements denkbar sind. It should be clear that the scope of protection is not limited to these embodiments, but further embodiments of the valve element are conceivable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008060889 [0003]

Claims

Electromagnetic valve for a motor vehicle with an electromagnet ( 2 ) with an energizable coil ( 4 ) mounted on a coil carrier ( 6 ), a core ( 8th ), in the coil carrier ( 6 ) is arranged and flux-conducting devices ( 10 . 12 . 14 ), a flow housing ( 16 ) with an inlet port ( 38 ) and an outlet port ( 40 ), a valve element ( 20 ), which by means of the electromagnet ( 2 ) is axially movable and at least one first pressure application surface ( 42 ) and at least one second pressure application surface ( 44 ), wherein the two pressure application surfaces ( 42 . 44 ) are axially opposite one another, a valve seat ( 32 ), which in the flow housing ( 16 ) is fixedly arranged, a pressure chamber ( 26 ) passing through the valve seat ( 32 ) is radially limited, wherein in the pressure chamber ( 26 ) prevailing pressure in the closed state on the first axial pressure application surface ( 42 ) and the valve element ( 20 ) loaded in the opening direction, a control room ( 28 ), which has a channel ( 22 ) with the pressure chamber ( 26 ) is fluidically connected, so that in the control room ( 28 ) and the second pressure application area ( 44 ) acting pressure the pressure in the pressure chamber ( 26 ) and the valve element ( 20 ) loaded in the closing direction, and a spring element ( 36 ), which the valve element ( 20 ) axially loaded in the closing direction, characterized in that in the closed state, the at least one first pressure application surface ( 42 ) is greater than the at least one second pressure application surface ( 44 ).

Electromagnetic valve for a motor vehicle according to claim 1, characterized in that the valve element ( 20 ) a valve closure member ( 34 ) and an armature, wherein the valve element ( 20 ) is made in one piece.

Electromagnetic valve for a motor vehicle according to claim 1, characterized in that the valve element ( 20 ) a valve closure member ( 34 ) and an armature, wherein the valve closing member and the armature form two separate components and are interconnected.

Electromagnetic valve for a motor vehicle according to one of claims 2 or 3, characterized in that the valve closing member ( 34 ) a right-angled closing edge and the valve seat ( 32 ) have a conical contact surface.

Electromagnetic valve for a motor vehicle according to one of claims 2 or 3, characterized in that the valve closing member ( 34 ) a conical contact surface and the valve seat ( 32 ) have a right-angled closing edge.

Electromagnetic valve for a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that between the valve element ( 20 ) and the fixed core ( 8th ) a spacer ( 18 ) is arranged.

Electromagnetic valve for a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the flow housing ( 16 ) in the coil carrier ( 6 protruding, wherein the coil carrier ( 6 ) radially surrounds the projecting portion.

Electromagnetic valve for a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 36 ) between the valve element ( 20 ) and the flow housing ( 16 ) is arranged.

Electromagnetic valve for a motor vehicle according to claim 8, characterized in that on the peripheral surface of the valve element ( 20 ) an annular projection ( 50 ) extends in the radial direction, at which the spring element ( 36 ) is supported.

Electromagnetic valve for a motor vehicle according to claim 9, characterized in that the annular projection ( 50 ) by a shoulder on the valve closure member ( 34 ) is formed.