DE102018203485A1

DE102018203485A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102018203485A1
Application number: DE102018203485.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Courth; Ralf Kaiser; Marc Lenz; Holger Kollmann
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2019-09-12
Also published as: WO2019170704A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, welches zum Verbinden oder Trennen von Druckmittelkanälen in einem Ventilgehäuse (1) ein Ventilschließglied aufweist, das im Ventilgehäuse (1) auf einen Ventilsitz gerichtet ist, mit einem eine Spulenwicklung (5) tragenden Spulenkörper (4) , der zwischen zwei weichmagnetische Jochbleche (2) angeordnet ist, zur elektromagnetischen Betätigung eines innerhalb des Ventilgehäuses (1) mit dem Ventilschließglied verbundenen Magnetankers, wobei zur Erhöhung der Funktionssicherheit der Spulenkörper (4) mit der Spulenwicklung (5) redundant ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2006 047 440 A1 ist bereits ein derartiges Elektromagnetventil bekannt geworden, welches zum Verbinden oder Trennen von Druckmittelkanälen in einem Ventilgehäuse ein Ventilschließglied aufweist, das im Ventilgehäuse auf einen Ventilsitz gerichtet ist, mit einem einer ersten und einer zweiten Spulenwicklung tragenden Spulenkörper, der zwischen zwei weichmagnetische Jochbleche angeordnet ist, zur elektromagnetischen Betätigung eines innerhalb des Ventilgehäuses mit dem Ventilschließglied verbundenen Magnetankers.
Der Spulenkörper ist als Doppelspule mit koaxialer Spulenwicklung konzipiert, die zwei, über eine einzige Stromversorgung digital schaltbare Steuerstufen umfasst, sodass der Spulenstrom nicht mittels einer Pulsweitenmodulation analog eingeregelt werden muss. Diese Spulenanordnung hat jedoch den Nachteil, dass bei einem Ausfall einer der beiden Spulenwicklungen oder dem Ausfall der einzigen elektrischen Energieversorgung das Elektromagnetventil in seiner Funktion zumindest eingeschränkt oder gar nicht mehr funktionsfähig ist.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art hinsichtlich seiner Funktionszuverlässigkeit zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Folgenden aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigen:

1 in einer Perspektivansicht ein Elektromagnetventil, mit einer achsparallelen Anordnung zweier Ventilspulen, wovon eine der beiden Ventilspulen auf dem Ventilgehäuse und die weitere Ventilspule dazu radial versetzt auf einem Bolzen fixiert ist, der über zwei Jochbleche mit dem Ventilgehäuse verbunden ist,
2 in einer Perspektivansicht ein Elektromagnetventil, dessen Ventilgehäuse zwischen zwei Ventilspulen angeordnet ist, die beiderseits des Ventilgehäuses in einem radialen Abstand positioniert sind.

Die 1 und 2 zeigen jeweils ein in einer Perspektivansicht abgebildetes, als Sitzventil ausgelegtes Elektromagnetventil, das zum Verbinden oder Trennen von Druckmittelkanälen beispielhaft ein in Patronenbauweise ausgeführtes Ventilgehäuse 1 aufweist, welches ein von einem Magnetanker betätigbares Ventilschließglied aufnimmt, das auf einen Ventilsitz im Ventilgehäuse 1 gerichtet ist, das in einem Ventilblock 6 fixiert ist.
Zur elektromagnetischen Betätigung des in einem Hülsenabschnitt des Ventilgehäuses 1 eingesetzten Magnetankers ist abbildungsgemäß in der 1 auf den aus dem Ventilblock 6 hervorstehenden Hülsenabschnitt ein einen Spulenwicklung 5 tragender Spulenkörper 4 aufgesetzt, der zwischen zwei weichmagnetische Jochbleche 2 angeordnet ist.
Um die Funktionssicherheit der elektromagnetischen Ventilbetätigung zu erhöhen, sieht die Erfindung vor, dass der Spulenkörper 4 mit der Spulenwicklung 5 redundant ausgeführt ist, weshalb wenigstens zwei Spulenkörper 4 mit wenigstens zwei Spulenwicklungen 5 zur Betätigung des Magnetankers vorgesehen sind, die in Parallelanordnung zwischen den zwei Jochblechen 2 eingefasst sind.
Vorteilhaft sind nach Wunsch oder Bedarf beide Spulenwicklungen 5 getrennt voneinander elektrisch aktivierbar, wozu jede Spulenwicklung 5 eine eigene Spannungsversorgung aufweist. In einer zweckmäßigen Ausführung ist zur Kontaktierung der Spannungsversorgung jeder Spulenkörper 4 mit einer elektrischen Steckverbindung 7 versehen, die jeweils auf der Oberseite des Spulenkörpers 4 angeordnet ist.
Wie aus den 1 und 2 hervor geht, sind beide Jochbleche 2 als ebene, parallel zueinander ausgerichtete Platten ausgeführt, wovon jede Platte wenigstens zwei Öffnungen 8 aufweist, die zueinander einen radialen Abstand aufweisen, der größer ist als die Summe der Außenradien der zwei Spulenkörper 4, die fluchtend zu den Öffnungen 8 zwischen den beiden Jochblechen 2 positioniert sind. Folglich haben beide Spulenkörper 4 zwecks störungsfreier elektromagnetischer Betätigung einen hinreichend großen, funktionsrelevanten Sicherheitsabstand zueinander, der nach 1 wenigstens durch einen hinreichend groß bemessenen Luftspalt und nach 2 zusätzlich durch die Zwischenanordnung des Ventilgehäuses 1 charakterisiert ist. Gerade aufgrund der hohen thermischen Beanspruchung kommt der dargestellten Abstandswahl zwischen den beiden Spulenkörpern 4 eine besondere, funktionsrelevante Bedeutung zu.
Die Öffnungen 8 in den beiden diametralen Jochblechen 2 sind jeweils fluchtend zueinander ausgerichtet, wovon nach 1 wenigstens zwei fluchtende Öffnungen 8 von einem weichmagnetischen, reibschlüssig in den Öffnungen 8 fixierten Bolzen 3 durchdrungen sind, der den einen Spulenkörper 4 trägt, um einen magnetischen Rückschluss durch die Längsachse des Spulenkörpers 4 herzustellen, während die weiteren zwei fluchtende Öffnungen 8 der beiden diametralen Jochbleche 2 von dem hülsenförmigen, reibschlüssig in den Öffnungen 8 fixierten Hülsenabschnitt des Ventilgehäuses 1 durchdrungen sind, in dem zur elektromagnetischen Betätigung des Ventilschließgliedes der Magnetanker axial beweglich geführt ist.
Hingegen zeigt die 2 eine Anordnung des aus dem Ventilblock 6 hervorstehenden Hülsenabschnitts des Ventilgehäuses 1 in einem gleichförmigen Abstand zwischen den beiden Spulenkörper 4, wozu jeweils zwischen den beiden Öffnungen 8 jedes Jochblechs 2 eine weitere Öffnung 8 zur Kontaktierung des Hülsenabschnitts am Ventilgehäuse 1 vorgesehen ist, auf dem beide Jochbleche 2 mit den beidseitig zum Ventilgehäuse 1 angeordneten zwei Spulenkörper 4 reibschlüssig aufgesteckt sind, die über ihre beiden zugehörigen, in den Öffnungen 8 gelagerten weichmagnetischen Bolzen 3 einen magnetischen Rückschluss ermöglichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Jochbleche 2 und deren Öffnungen 8 bevorzugt aus einem Bandstahl im Stanzverfahren hergestellt.
Die Drahtwindungen jeder Spulenwicklung 5 sind derart ausgelegt, dass bereits bei elektrischen Bestromung von nur einer einzigen Spulenwicklung 5 das Ventilschließglied funktionsgerecht betätigt wird.
Bevorzugt sind zur vereinfachten Montage und elektrischen Kontaktierung beide Spulenkörper 4 mit ihren Spulenwicklungen 5 identisch ausgeführt, wozu beide Spulenwicklungen 5 bevorzugt identische Drahtwicklungen aufweisen.
Die hiermit vorgestellte Ventilspulenredundanz erlaubt eine leistungsoptimierte, funktionssichere Dimensionierung des Magnetantriebs, wobei sowohl die Auslegung der Spulenwicklung 5, der Jochbleche 2 und des Bolzens 3 material- als auch bauraumreduziert erfolgen kann.
Bezugszeichenliste

1: Ventilgehäuse
2: Jochblech
3: Bolzen
4: Spulenkörper
5: Spulenwicklung
6: Ventilblock
7: Steckverbindung
8: Öffnung

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 102006047440 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, welches zum Verbinden oder Trennen von Druckmittelkanälen in einem Ventilgehäuse ein Ventilschließglied aufweist, das im Ventilgehäuse auf einen Ventilsitz gerichtet ist, mit einem eine Spulenwicklung tragenden Spulenkörper, der zwischen zwei weichmagnetische Jochbleche angeordnet ist, zur elektromagnetischen Betätigung eines innerhalb des Ventilgehäuses mit dem Ventilschließglied verbundenen Magnetankers, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (4) gemeinsam mit der Spulenwicklung (5) redundant ausgeführt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Spulenkörper (4) zur Betätigung des Magnetankers vorgesehen sind, die in Parallelanordnung zwischen den zwei Jochblechen (2) eingefasst sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Spulenwicklungen (5) getrennt voneinander elektrisch aktivierbar sind, wozu jede Spulenwicklung (5) eine eigene Spannungsversorgung aufweist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kontaktierung der Spannungsversorgung jeder Spulenkörper (4) mit einer elektrischen Steckverbindung (7) versehen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Jochbleche (2) als ebene, parallel zueinander ausgerichtete Platten ausgeführt sind, wovon jede Platte wenigstens zwei Öffnungen (8) aufweist, die zueinander einen radialen Abstand aufweisen, der größer ist als die Summe der Radien der zwei Spulenkörper (4).
Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (8) in den beiden diametralen Jochblechen (2) jeweils fluchtend zueinander ausgerichtet sind, wovon wenigstens zwei fluchtende Öffnungen (8) von einem weichmagnetischen, reibschlüssig in den Öffnungen (8) fixierten Bolzen (3) durchdrungen sind, der einen Spulenkörper (4) trägt, um einen magnetischen Rückschluss durch die Längsachse des Spulenkörpers (4) herzustellen.
Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (8) in den beiden diametralen Jochblechen (2) jeweils fluchtend zueinander ausgerichtet sind, wovon wenigstens zwei fluchtende Öffnungen (8) von einem hülsenförmigen, reibschlüssig in den Öffnungen (8) fixierten Hülsenabschnitt des Ventilgehäuses (1) durchdrungen sind, in dem zur elektromagnetischen Betätigung eines Ventilschließgliedes ein Magnetanker axial beweglich geführt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochbleche (2) und deren Öffnungen (8) im Stanzverfahren, bevorzugt aus einem Bandstahl, hergestellt sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtwindungen jeder Spulenwicklung (5) derart ausgelegt ist, dass bei elektrischer Bestromung einer einzigen Spulenwicklung (5) das Ventilschließglied betätigbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beide Spulenwicklungen (5) identische Drahtwicklungen aufweisen.