DE102018209669A1

DE102018209669A1 - Magnetventil, das zum Einsatz in eine Aufnahmebohrung eines Ventilblocks ausgebildet ist

Info

Publication number: DE102018209669A1
Application number: DE102018209669.4A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss; Christian Courth
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2019-12-19

Abstract

Ein Ventil, das insbesondere geeignet ist, in die Aufnahmebohrung (1) eines Ventilblockes eingesetzt zu werden, besteht aus einem Sockel (2), der in der Mündung der Aufnahmebohrung (1)verstemmt wird, sowie aus einer äußeren Hülse (4) und einer inneren Hülse (10) . Entscheidend ist, dass eine Ventilfeder (13) einerseits an einer Führungshülse (14) und andererseits an einem Magnetanker (5) in der äußeren Hülse (4) abgestützt ist und somit über die Länge des Ventils durch einen Durchlass (3) im Sockel (2) verläuft.Eine solche lange Feder (13) lässt sich gut auf das benötigte Öffnungsverhalten des Ventils anpassen.Die Führungshülse (14), die in unterschiedlicher Weise an der Innenhülse (10) befestigt ist, dient einerseits der Führung des Ventilstößels (12) und andererseits als Abstützung für die Ventilfeder (13).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Magnetventil, das zum Einsatz in eine Aufnahmebohrung eines Ventilblocks ausgebildet ist, aufweisend:

Einen Sockel mit einem zentralen Durchlass, wobei der Sockel ausgebildet ist, um in der Mündung einer der Aufnahmebohrungen verstemmt zu werden,
eine äußere Hülse, die konzentrisch zum zentralen Durchlass an der Außenseite des Sockels befestigt ist,
eine innere Hülse, die konzentrisch zum zentralen Durchlass an der Innenseite des Sockels befestigt ist und die an ihrem vom Sockel abgewandten Ende einen Ventildurchlass aufweist,
einen Magnetanker, der verschiebbar in der äußeren Hülse gegenüber der Außenseite des Sockels gelagert ist,
einen konzentrisch zum zentralen Durchlass angeordneten Ventilstößel, dessen eines Ende dem Ventildurchlass gegenüberliegt und ausgebildet ist, um den Ventildurchlass zu schließen, und dessen anderes Ende mit dem Magnetanker verbunden ist,
eine Ventilfeder, die am Magnetanker abgestützt ist.
Ein solches Ventil ist in der EP 1 194 322 B1 beschrieben. In den dort gezeigten Ausführungen eines stromlos offenen Ventils befindet sich die Ventilfeder innerhalb der inneren Hülse und stützt sich einerseits am Boden der inneren Hülse und andererseits an einer dem Boden zugewandten Stufe des Stößels ab. Diese Anordnung der Ventilfeder lässt nur eine kurze Bauweise vor, was die Auslegung der Feder erschwert.

Die Härte der Ventilfeder und ihre Länge bestimmen den Öffnungsdruck und das Öffnungsverhalten des Ventils. Bei einer Feder, der ein großer Einbauraum zur Verfügung steht, lassen sich diese Parameter aber besser an das jeweilige gewünschte Ventilverhalten anpassen.
Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, ein Ventil zu schaffen, in das eine möglichst lange Ventilfeder eingebaut werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass die Ventilfeder eine Schraubenfeder ist, die konzentrisch zum Ventilstößel angeordnet ist und die mit ihrem oberen Ende am Magnetanker und mit ihrem unteren Ende an einem Einsatz innerhalb der inneren Hülse anliegt. Bei dieser Anordnung erstreckt sich die Feder vollständig durch den Sockel, was eine lange Bauweise ermöglicht.
Der Einsatz ist gegenüber der inneren Hülse bei der Montage des Ventils verschiebbar und anschließend fixierbar, so dass eine bestimmte Vorspannung der Feder eingestellt werden kann.
Vorzugsweise ist der Einsatz eine topfförmige Führungshülse, die in ihrem Boden einen Führungsdurchlass für den Ventilstößel aufweist.
Auf diese Weise bestimmt der Einsatz nicht nur die Vorspannung der Feder, sondern dient gleichzeitig auch der konzentrischen Führung des Ventilstößels.
Der Ventildurchlass im Boden der inneren Hülse kann einerseits unmittelbar in deren Boden ausgeführt werden, andererseits aber auch als besonderes Bauteil in Form einer topfförmigen Ventilhülse, die in eine mit einem axialen Kragen versehene Öffnung im Boden der inneren Hülse eingesteckt und befestigt ist.
Auf diese Weise kann die effektive Öffnungsfläche des Ventils verändert werden. Befindet sich nämlich der Kopf des Ventilstößels auch in Öffnungsstellung noch nahe des Ventildurchlasses, ist diese klein. Ist er weit davon entfernt, entspricht die effektive Öffnungsfläche dem Öffnungsquerschnitt des Ventildurchlasses.
Vorzugsweise besitzt die Ventilhülse an ihrem aus der inneren Hülse hervorstehenden Ende einen radialen Kragen, der zur Befestigung eines Bodenfilters dient.
Die Führungshülse kann unmittelbar auf die Ventilhülse oder auf die innere Hülse aufgesteckt sein. Zur Befestigung der Führungshülse an der inneren Hülse ist vorgesehen, dass die innere Hülse einen sich in axialer Richtung erstreckenden Kragen um eine Bodenöffnung besitzt, der nach innen in die Führungshülse ragt und auf den die Ventilhülse aufgesteckt ist.
Der Kragen kann aber auch nach außen ragen. In diesem Fall ist die Führungshülse auf die Ventilhülse aufgesteckt.
Eine weitere Anordnung der Führungshülse besteht darin, dass sie an der inneren Wand der inneren Hülse anliegt.
Im Folgenden wird anhand von fünf Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen

1 eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
3 eine Querschnittsdarstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
4 eine Querschnittsdarstellung einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
5 eine Querschnittsdarstellung einer fünften Ausführungsform der Erfindung.

Die verwendeten Begriffe „innen“ und „außen“ werden in Bezug auf die Aufnahmebohrungen des Ventilblockes verwendet, innen = innerhalb der Aufnahmebohrung des Ventilblockes, außen = entsprechend außerhalb des Ventilblockes. Die Begriffe „unten“ und „oben“ werden im gleichen Sinne verwendet, unten bedeutet in Richtung zum Boden der Aufnahmebohrung, oben bedeutet von der Aufnahmebohrung wegweisend.
Im Folgenden wird zunächst auf die 1 Bezug genommen: Diese zeigt ein stromlos offenes Magnetventil, das in eine Aufnahmebohrung 1 eines Ventilblockes eingesetzt ist. Das Ventil besteht aus einem Sockel 2, der in die Mündung der Aufnahmebohrung 1 eingesteckt und dort an seinem Außenrand verstemmt wird. Der Sockel 2 besitzt einen zentralen Durchlass 3. Auf die Außenseite des Sockels 2 ist konzentrisch zum Durchlass 3 eine im Tiefziehverfahren hergestellte Hülse (im Folgenden äußere Hülse 4) aufgesteckt, die topfförmig ausgebildet ist, wobei bei diesen Ausführungen unmittelbar unterhalb des Topfbodens ein zylindrischer Magnetanker 5 verschiebbar angeordnet ist und der Sockel 2 als Magnetkern 6 fungiert. Auf den Sockel 2 ist um die äußere Hülse 4 herum eine hier nicht gezeigte Spule aufgesetzt, deren Bestromung bewirkt, dass Magnetanker 5 und Magnetkern 6 magnetisiert werden und somit der Magnetanker 5 nach unten gegen den Magnetkern 6 gezogen wird.
An die Unterseite des Sockels 2 schließt konzentrisch zum Durchlass 3 eine ebenfalls im Tiefziehverfahren hergestellte innere Hülse 10 an, die in die Aufnahmebohrung 1 hineinragt. Die innere Hülse 10 ist auf einen Fortsatz 9 des Sockels 2 aufgesteckt.
Die innere Hülse 10 hat die Form eines Topfes, wobei der Topfboden sich an ihrem vom Sockel 2 entfernten Ende befindet. In dem Boden befindet sich eine Bodenöffnung, die als Ventildurchlass 11 mit einem Ventilsitz fungiert, an dem das Kopfende eines Ventilstößels 12 dichtend anlegbar ist.
Der Ventilstößel 12 wird durch den Durchlass 3 im Sockel 2 bis nahezu zum Boden der äußeren Hülse 4 geführt und dort in den Magnetanker 5 eingesteckt und befestigt. Eine Ventilfeder 13 erstreckt sich ebenfalls durch den Durchlass 3 und ist mit ihrem einen Ende an der Unterseite des Magnetankers 5 abgestützt. Mit dem anderen Ende liegt sie an einer Führungshülse 14 an.
Die Führungshülse 14 hat die Form eines Topfes, wobei sich im Topfboden eine Führungsöffnung 15 befindet, deren Rand sich an den Ventilstößel 12 anlegt und diesen führt. Die Wände der Führungshülse 14 liegen an der Innenwand der inneren Hülse 10 an. Dazu ist diese im unteren Bereich verengt, besitzt also einen Hauptbereich, der an den Sockel 2 anschließt und einen Endbereich, der in den Boden übergeht. Die Führungshülse 14 befindet sich in diesem Endbereich und kann mit dem Boden nach unten oder aber auch - was hier nicht gezeigt ist - mit dem Boden nach oben angeordnet werden. In jedem Fall stützt sich die Ventilfeder 13 am Boden der Führungshülse 14 ab.
Die innere Hülse besitzt Seitenöffnungen 16, über die die hydraulische Verbindung zu einem Ringraum 17 im Ventilblock erfolgt.
Im Hauptbereich der inneren Hülse 10 befindet sich an ihrer Außenseite ein Ringfilter 18, der an seiner Außenseite oben einen umlaufenden Dichtungsstege 19 hat, die sich dichtend an die Innenwand der Aufnahmebohrung 1 anlegen. An der Innenseite befindet sich ein umlaufender Dichtungssteg 20, der sich an die Außenseite der inneren Hülse 10 dichtend anlegt und zwar im Bereich zwischen den Seitenöffnungen 16 und dem Endbereich der inneren Hülse 10. Das obere Ende des Ringfilters 18 stößt entweder an den Kragen an der inneren Hülse 10 oder unmittelbar an die Unterseite des Sockels 2 an.
Auf den Endbereich der inneren Hülse 10 ist ein topfförmiger Bodenfilter 21 aufgesteckt, wobei sein Außendurchmesser nicht größer ist als der Außendurchmesser des Hauptbereichs der inneren Hülse 10. Der Bodenfilter 21 befindet sich im Bodenraum 22 der Aufnahmebohrung 1.
Das stromlos offene Ventil wird geschlossen, indem die Spule bestromt wird, so dass der Magnetanker 5 nach unten gegen den Sockel 2, der hier als Magnetkern 6 fungiert, gezogen wird. Dabei wird der Ventilstößel 12 - geführt von der Führungshülse 14 - mit seinem Kopf in den Ventildurchlass 11 gedrückt, so dass dieser geschlossen wird. Zur Öffnung des Ventils wird die Spule wieder stromlos gestellt, so dass die Ventilfeder 13 den Magnetanker 5 und damit den mit ihm verbundenen Ventilstößel 12 wieder in die offene Grundposition zurücksetzt.
Bei einem geöffneten Ventildurchlass 11 besteht über die Seitenöffnungen 16 eine Verbindung zwischen dem Ringraum 17 und dem Bodenraum 22.
Wie die folgenden 2, 3 und 5 zeigen, ist der Ventildurchlass 11 nicht unmittelbar im Boden der inneren Hülse 10 ausgebildet, vielmehr ist eine gesonderte Ventilhülse 30 vorgesehen, die in eine Bodenöffnung 31 der inneren Hülse eingesteckt ist, wobei die Bodenöffnung mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Kragen 32 versehen ist, der gemäß 2 nach innen in Richtung auf den Sockel 2 und gemäß 3 nach außen ragt, dabei wird die Ventilhülse 30 über die Länge des Kragens 32 konzentrisch gehalten.
Am oberen, dem Sockel 2 zugewandten Ende besitzt die Ventilhülse 30 einen Boden mit dem Ventildurchlass 11, dem der Kopf des Ventilstößels 12 gegenüberliegt.
Am jeweils äußeren Ende der Ventilhülse 30 befindet sich ein nach radial außen gerichteter Kragen 33, an dem der Bodenfilter 21 befestigt ist.
Die Führungshülse ist entweder auf den nach innen gerichteten Kragen 32 (2) oder unmittelbar auf die Ventilhülse 30 ( 3) aufgesteckt. Da sich die Führungshülse 14 kappenförmig über den Ventildurchlass 11 legt, ist sie ebenfalls mit seitlichen Öffnungen versehen.
4 unterscheidet sich von der Ausführung nach 1 darin, dass ein Kragen am oberen Ende der inneren Hülse 10 nicht mit verstemmt wird. Vielmehr ist er mit dem Fortsatz 9 des Sockels verschweißt.
Die Ausführung nach 5 besitzt ebenfalls eine Ventilhülse 30 mit einem Ventildurchlass 11, dieses ist in dieser Ausführung in einem nach unten gerichteten axialen Kragen 32 an der inneren Hülse eingesteckt. Die Führungshülse 14 ist aber wie in der 1 ausgeführt. Ihre äußere Mantelfläche ist an die innere Mantelfläche der inneren Hülse 10 angelegt. Allerdings befindet sie sich im vorliegenden Fall aber im oberen Bereich der inneren Hülse 10 unmittelbar unterhalb des Sockels 2.
Dazu ist der Fortsatz gegenüber der Ausführung nach 1 gekürzt, so dass sich die Führungshülse oberhalb der Seitenöffnungen 16 befindet.
Bezugszeichenliste

1: Aufnahmebohrung
2: Sockel
3: Durchlass
4: äußere Hülse
5: Magnetanker
6: Magnetkern
7: Stopfen
8
9: Fortsatz
10: innere Hülse
11: Ventildurchlass
12: Ventilstößel
13: Ventilfeder
14: Führungshülse
15: Führungsöffnung
16: Seitenöffnungen
17: Ringraum
18: Ringfilter
19: Dichtungsstege
20: Dichtungssteg
21: Bodenfilter
22: Bodenraum
23: Sockelkragen
30: Ventilhülse
31: Bodenöffnung
32: axialer Kragen
33: radialer Kragen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1194322 B1 [0001]

Claims

Magnetventil, das zum Einsatz in eine Aufnahmebohrung (1) eines Ventilblocks ausgebildet ist, aufweisend: Einen Sockel (2) mit einem zentralen Durchlass (3), wobei der Sockel ausgebildet ist, um in der Mündung einer der Aufnahmebohrungen (1) verstemmt zu werden, eine äußere Hülse (4), die konzentrisch zum zentralen Durchlass (3) an der Außenseite des Sockels (2) befestigt ist, eine innere Hülse (10), die konzentrisch zum zentralen Durchlass (3) an der Innenseite des Sockels (2) befestigt ist und die an ihrem vom Sockel abgewandten Ende einen Ventildurchlass (11) aufweist, einen Magnetanker (5), der verschiebbar in der äußeren Hülse (4) gegenüber der Außenseite des Sockels (2) gelagert ist, einen konzentrisch zum zentralen Durchlass (3) angeordneten Ventilstößel (12), dessen eines Ende dem Ventildurchlass (11) gegenüberliegt und ausgebildet ist, um den Ventildurchlass (11) zu schließen, und dessen anderes Ende mit dem Magnetanker (5) verbunden ist, eine Ventilfeder (13), die am Magnetanker (5) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfeder (13) eine Schraubenfeder ist, die konzentrisch zum Ventilstößel (12) angeordnet ist und die mit ihrem oberen Ende am Magnetanker (5) und mit ihrem unteren Ende an einem Einsatz innerhalb der inneren Hülse (10) anliegt.
Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz eine topfförmige Führungshülse (14) ist, die in ihrem Boden einen Führungsdurchlass für den Ventilstößel (12) aufweist.
Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventildurchlass (11) in einer Ventilhülse (30) ausgebildet ist, die im Boden der inneren Hülse (10) befestigt ist.
Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse (30) in eine mit einem axialen Kragen (32) versehene Bodenöffnung (31) im Boden der inneren Hülse (10) eingesteckt und befestigt ist.
Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse (30) an ihrem Ende, das aus der Bodenöffnung (31) nach außen hervorragt, einen radialen Kragen (33) besitzt.
Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (14) auf die Ventilhülse (30) aufgesteckt ist.
Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (14) auf den axialen Kragen (32) der Ventilhülse (30) aufgesteckt ist.
Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (14) an der inneren Wand der inneren Hülse (10) anliegt.