DE102016216836A1

DE102016216836A1 - Elektromagnetventil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Luftfedersystem

Info

Publication number: DE102016216836A1
Application number: DE102016216836.3A
Authority: DE
Inventors: Heiko Gensert
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2018-03-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse (11) axial beweglich angeordneten Ventilschließglied (7), das einen Ventildurchlass (8) in einem Ventilsitz (6) elektromagnetisch zu öffnen vermag. Die Erfindung sieht vor, dass in der vom Ventilsitz (6) abgehobenen Stellung des Ventilschließgliedes (7) der Ventildurchlass (8) ausschließlich in der Ventilauslassrichtung durchströmbar ist, sodass keine Rückwirkung aus Richtung des Ventilauslasses (9) in Richtung des Ventileinlasses (10) entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Luftfedersystem, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2015 206 854 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil der angegebenen Art bekannt geworden, welches mit einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilschließglied versehen ist, das einen Ventildurchlass in einem Ventilsitz zu öffnen oder zu verschließen vermag, mit einem zur Betätigung des Ventilschließgliedes vorgesehenen Magnetanker und mit einer zwischen dem Magnetanker und einem Magnetkern eingespannten Rückstellfeder zum Verschließen des im Ventilsitz vorgesehenen Ventildurchlasses, in den ein Ventilauslass einmündet, sowie mit einem Ventileinlass, der in der Schließstellung des Ventilschließgliedes vom Ventilauslass getrennt ist.
Durch den Einsatz eines derartigen Elektromagnetventils in einem Kraftfahrzeug-Luftfedersystem gelangt durch elektromagnetische Betätigung des Magnetankers der Luftstrom eines Kompressors und/oder Druckspeichers über den Ventileinlass zum Ventilauslass, um eine am Ventilauslass angeschlossene Luftfeder zu versorgen. Um den Ventildurchfluss in umgekehrter Richtung zu verhindern, muss die Schließkraft der Rückstellfeder wenigstens so groß wie der maximale Betriebsdruck des Luftstroms gewählt werden, sodass zwangsläufig eine hohe, der Rückstellfeder entgegenwirkende Magnetkraft erforderlich ist, um das Elektromagnetventil öffnen zu können.
Daher ist es nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit möglichst einfachen, funktionsgerechten Mitteln kostengünstig auszuführen und derart zu verbessern, dass ohne die Gefahr einer unerwünschten Umkehrung des Luftstroms mit möglichst geringer Magnetkraft das Ventil geöffnet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Elektromagnetventil der angegebenen Art durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der 1 und 2 hervor.
Es zeigen:
1 im Längsschnitt den prinzipiellen Aufbau eines in Grundstellung geschlossenen Elektromagnetventils, das im Ventilauslass, bei einer durch den Luftstrom in umgekehrter Richtung verursachten Druckbeaufschlagung, den Ventildurchlass mittels eines Rückschlagventils in Richtung des Ventilschließgliedes sperrt,
2 das Elektromagnetventil nach 1, dessen Rückschlagventil die Druckmittelverbindung vom Ventileinlass zum Ventilauslass in der elektromagnetisch geöffneten Stellung des Ventilschließgliedes frei gibt.
Wie bereits eingangs erwähnt, bezieht sich die Erfindung auf ein in Grundstellung geschlossenes Elektromagnetventil, das bevorzugt in Kraftfahrzeug-Luftfedersystemen zum Einsatz gelangt.
Gemäß den gewählten prinzipiellen Darstellungen nach den 1 und 2 weist das Elektromagnetventil ein in einem Ventilgehäuse 11 angeordnetes Ventilschließglied 7 auf, das einen Ventildurchlass 8 in einem Ventilsitz 6 zu öffnen oder zu verschließen vermag, wozu ein zum Öffnen des Ventilsitzes 6 vorgesehenen Magnetanker 13 das Ventilschließglied 7 trägt, während zum Verschließen eines im Ventilsitz 6 vorgesehenen Ventildurchlasses 8 eine zwischen dem Magnetanker 13 und einem Magnetkern 14 eingespannte Rückstellfeder 15 den Magnetanker 13 in Ventilschließrichtung beaufschlagt. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, mündet in den Ventildurchlass 8 ein Ventilauslass 9 ein, der nach der Darstellung in 1 in der Schließstellung des Ventilschließgliedes 7 von einem oberhalb des Ventilsitzes 6 seitlich in das Ventilgehäuse 11 einmündenden Ventileinlass 10 getrennt ist.
Wie explizit aus der 2 hervor geht, ist in einer vom Ventilsitz 6 abgehobenen Stellung des elektromagnetisch betätigten Ventilschließgliedes 7 der Ventildurchlass 8 ausschließlich in der Richtung des Ventilauslasses 9 durchströmbar, wozu unmittelbar in den Ventildurchlass 8 ein Rückschlagventil 1 integriert ist, das entsprechend der Darstellung in 1 bei Umkehrung der Strömungsrichtung den Ventildurchlass 8 in Richtung des Ventileinlasses 10 sperrt.
Zwecks möglichst kompakter Bauweise sind der Ventilsitz 6 und der Ventildurchlass 8 Bestandteile eines mit dem Ventilgehäuse 11 verbundenen Hohlzylinders 3, dessen dem Ventilauslass 9 zugewandte Öffnung im Ventildurchlass 8 eine Buchse 5 aufweist, die in Richtung des Ventilauslasses 9 einen Axialanschlag für das Rückschlagventil 1 bildet.
Das Rückschlagventil 1 ist in einem radial erweiterten Abschnitt 4 des Ventildurchlasses 8 hubbeweglich sowie radial vom Luftstrom umströmt zwischen der Buchse 5 und einer als Dichtsitz 2 für das Rückschlagventil 1 im Ventildurchlass 8 kegelförmig ausgebildeten Bohrungsstufe angeordnet, wobei zum ungehinderten, widerstandsarmen Umströmen des Rückschlagventils 1 zwischen dem radial erweiterten Abschnitt 4 des Ventildurchlasses 8 und dem Rückschlagventil 1 ein hinreichend groß bemessenes Radialspiel vorgesehen ist.
Ferner ist zwischen dem Rückschlagventil 1 und der Buchse 5 ein permanenter Strömungsdurchlass vorgesehen, der bevorzugt durch mehrere über den Innenmantel der Buchse 5 verteilt angeordnete Ausnehmungen 12 gebildet ist, die innerhalb des Buchsen-Innenmantels axial verlaufende Kanäle darstellen. Somit gelangt gemäß der 2 während der elektromagnetischen Erregung des Magnetankers 13 der vom Ventileinlass 10 kommende Luftstrom entlang der Außenkontur des an der Buchse 5 anliegenden Rückschlagventils 1 über die Ausnehmungen 12 in der Buchse 5 ungehindert zum Ventilauslass 9.
Um den Hub des Rückschlagventils 1 variabel einstellen zu können, ist der Abstand zwischen dem Dichtsitz 2 und der Buchse 5 veränderbar, wozu die Buchse 5 mittels einer Schiebepresspassung im radial erweiterten Abschnitt 4 des Ventildurchlasses 8 stufenlos verschiebbar und endfixierbar ist.
Gemäß den 1 und 2 ist das Rückschlagventil 1 als Kugel ausgeführt, die nach Wunsch oder Bedarf aus Stahl, Kunststoff oder Gummi besteht. Alternativ ist unter Verwendung vorgenannter Werkstoffe die Herstellung des Rückschlagventils 1 in Form eines Kegels, einer Kugel, eines Zylinders oder als Platte praktikabel, ohne diese Varianten explizit graphisch darstellen zu müssen.
Im Einzelnen zeigt die 1, ausgehend von der bisherigen Beschreibung des vorgestellten Elektromagnetventils, den Magnetanker 13 hinsichtlich seiner Funktionsweise im elektromagnetisch nicht erregten Zustand, der unter der Wirkung der Rückstellfeder 15 das Ventilschließglied 7 gegen den Ventilsitz 6 drückt, während das Rückschlagventil 1 zur Vermeidung einer unerwünschten Rückströmung (siehe Richtungspfeil in 1) unter der Wirkung eines am Ventilauslass 9 anstehenden pneumatischen Drucks gegen den Dichtsitz 2 im Hohlzylinder 3 gepresst wird. Folglich ist der Durchfluss vom Ventilauslass 9 in Richtung des Ventileinlasses 10 mittels des Rückschlagventils 1 auf einfache Weise verhindert, sodass mangels Rückwirkung des auslassseitig anstehenden pneumatischen Drucks auf das Ventilschließglied 7 die Schließkraft der Rückstellfeder 15 nunmehr wesentlich geringer ausgelegt wird, womit auch eine deutlich geringere Magnetkraft benötigt wird, um das Ventilschließglied 7 vom Ventilsitz 6 abzuheben.
Entsprechend der 2 befindet sich das Elektromagnetventil in der elektromagnetisch erregten Schaltstellung, in der das Ventilschließglied 7 vom Ventilsitz 6 abgehoben ist, sodass aus Richtung des Ventileinlasses 10 (siehe Pfeil in 2) über den geöffneten Ventilsitz 6 ein Durchströmen in Richtung des Ventilauslasses 9 erfolgt, wozu das Rückschlagventil 1 radial umströmt wird. Dabei wird das Rückschlagventil 1 mittels der Buchse 5 im Hohlzylinder 3 gehalten, während der Druckmittelstrom ungehindert die Buchse 5 axial durchströmt.
Ergänzend soll darauf hingewiesen werden, dass bei Wunsch oder Bedarf selbstverständlich zwischen dem Rückschlagventil 1 und der Buchse 5 eine Druckfeder eingesetzt werden kann, die das Rückschlagventil 1 an seinem Dichtsitz 2 grundpositioniert.
Wenn weiterhin auf die Einstellbarkeit des Rückschlagventilhubs 1 verzichtet wird, kann zur einfachen Endfixierung an der Buchse 5 ein Bund vorgesehen sein, der nach dem Einpressen der Buchse 5 in den Ventilauslass 9 am Ventilgehäuse 11 anliegt.
Bezugszeichenliste

1: Rückschlagventil
2: Dichtsitz
3: Hohlzylinders
4: Abschnitt
5: Buchse
6: Ventilsitz
7: Ventilschließglied
8: Ventildurchlass
9: Ventilauslass
10: Ventileinlass
11: Ventilgehäuse
12: Ausnehmung
13: Magnetanker
14: Magnetkern
15: Rückstellfeder

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 102015206854 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Luftfedersystem, mit einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilschließglied, das einen Ventildurchlass in einem Ventilsitz zu öffnen oder zu verschließen vermag, mit einem zur Betätigung des Ventilschließgliedes vorgesehenen Magnetanker und mit einer zwischen dem Magnetanker und einem Magnetkern eingespannten Rückstellfeder zum Verschließen des im Ventilsitz vorgesehenen Ventildurchlasses, in den ein Ventilauslass einmündet, sowie mit einem Ventileinlass, der in der Schließstellung des Ventilschließgliedes vom Ventilauslass getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer vom Ventilsitz (6) abgehobenen Stellung des Ventilschließgliedes (7) der Ventildurchlass (8) ausschließlich in der Richtung des Ventilauslasses (9) durchströmbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar in den Ventildurchlass (8) ein Rückschlagventil (1) integriert ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) den Ventildurchlass (8) in Richtung des Ventileinlasses (10) sperrt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (6) und der Ventildurchlass (8) Bestandteile eines mit dem Ventilgehäuse (11) verbundenen Hohlzylinders (3) sind, dessen dem Ventilauslass (9) zugewandte Öffnung im Ventildurchlass (8) eine Buchse (5) aufweist, die in Richtung des Ventilauslasses (9) einen Axialanschlag für das Rückschlagventil (1) bildet.
Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) in einem radial erweiterten Abschnitt (4) des Ventildurchlasses (8) hubbeweglich sowie radial umströmbar zwischen der Buchse (5) und einer als Dichtsitz (2) für das Rückschlagventil (1) im Ventildurchlass (8) ausgebildeten Bohrungsstufe angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum ungehinderten Umströmen des Rückschlagventils (1) zwischen dem radial erweiterten Abschnitt (4) des Ventildurchlasses (8) und dem Rückschlagventil (1) ein Radialspiel vorgesehen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rückschlagventil (1) und der Buchse (5) wenigstens ein permanenter Strömungsdurchlass vorgesehen ist, der durch mehrere über den Innenmantel der Buchse (5) verteilt angeordnete Ausnehmungen (12) gebildet ist, die innerhalb des Buchsen-Innenmantels axial verlaufende Kanäle darstellen.
Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Dichtsitz (2) und der Buchse (5) zur Veränderung des Rückschlagventilhubs variabel einstellbar ist, wozu die Buchse (5) mittels einer Schiebepresspassung im radial erweiterten Abschnitt (4) des Ventildurchlasses (8) fixiert ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) als Kegel, Kugel, Zylinder- oder Platte ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) aus Stahl, Kunststoff oder Gummi hergestellt ist.