DE102018209873A1

DE102018209873A1 - Elektromagnetventil, insbesondere für ein schlupfgeregeltes Kraftfahrzeugbremssystem

Info

Publication number: DE102018209873A1
Application number: DE102018209873.5A
Authority: DE
Inventors: Heiko Gensert
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2019-12-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse (3, 4) angeordneten Ventilschließglied (2), das abhängig vom Stromfluss in einer Ventilspule (12) einen zwischen zwei ventilgehäuseseitigen Druckanschlüssen (A, B) angeordneten Ventildurchlass (9) in einem Ventilsitz (8) zu öffnen oder zu verschließen vermag und mit einem zur Betätigung des Ventilschließgliedes (2) vorgesehenen Magnetanker (1), wobei im Magnetanker (1) ein Druckbegrenzungsventil (5) integriert ist, das über eine Durchgangsbohrung (11) im Ventilschließglied (2) von einem im Ventildurchlass (9) des Ventilsitzes (8) anstehenden hydraulischen oder pneumatischen Druckmittel beaufschlagt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für ein schlupfgeregeltes Kraftfahrzeugbremssystem, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 42 04 417 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil der angegebenen Art bekannt geworden, mit einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilschließglied, das abhängig vom Stromfluss in einer Ventilspule einen zwischen einem Ventileinlass und einem Ventilauslass angeordneten Ventildurchlass in einem Ventilsitz zu öffnen oder zu verschließen vermag.
Zur Darstellung einer Druckbegrenzungsfunktion ist das Ventilschließglied im Magnetanker federnd gelagert, sodass bei Überschreitung der Druckkraft einer im Magnetanker angeordneten, auf das Ventilschließglied einwirkenden Druckfeder das stößelförmige Ventilschließglied durch den Druck des Druckmittels im Ventildurchlass von seinem Ventilsitz abgehoben wird.
Das Elektromagnetventil hat jedoch den Nachteil, dass das Ventilschließglied zur Erfüllung einer Druckbegrenzungsfunktion stößelförmig sein muss und dieses Ventilschließglied präzise im Magnetanker beweglich geführt werden muss, wobei der erforderliche Bauaufwand bezüglich der Druckbegrenzungsfunktion unmittelbar Einfluss auf das Ansprechverhalten des Ventils nimmt.
Daher ist es nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit möglichst einfachen, funktionsgerechten Mitteln kostengünstig auszuführen und hinsichtlich seines Ansprechverhaltens zu verbessern.
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 Zeichnungen anhand der 1 bis 3 hervor.
Es zeigen:

1 im Längsschnitt den prinzipiellen Aufbau eines in Grundstellung geöffneten Elektromagnetventils, in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen zur Ausbildung eines Druckbegrenzungsventils,
2 im Längsschnitt das Elektromagnetventil nach 1 in der geschlossenen Stellung, in der ein mit einem Magnetanker verbundenes Ventilschließglied elektromagnetisch betätigt einen Ventildurchlass in einem Ventilsitz verschließt, während das Druckbegrenzungsventil, hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagt, zur Druckentlastung geöffnet ist, sodass unter Umgehung der elektromagnetisch initiierten Schließstellung des Ventilschließgliedes zwei in das Ventilgehäuse einmündende Druckanschlüsse miteinander verbunden sind,
3 eine bauliche Variante des Elektromagnetventils gemäß der 1, wonach sich die das Druckbegrenzungsventil beaufschlagende Druckfeder an einer Buchse abstützt.

Wie bereits eingangs erwähnt, bezieht sich die Erfindung auf ein in Grundstellung geöffnetes Elektromagnetventil, das bevorzugt als Hydraulikventil in schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremssystemen zum Einsatz gelangt.
Gemäß der gewählten Darstellung nach den 1 und 2 weist das Elektromagnetventil jeweils ein Ventilschließglied 2 auf, das abhängig vom elektrischen Stromfluss in einer Ventilspule 12 einen zwischen einem ersten Druckanschluss A und einem zweiten Druckanschluss B angeordneten Ventildurchlass 9 in einem Ventilsitz 8 zu verschließen vermag. Auf an sich bekannte Weise ist zur Betätigung des Ventilschließgliedes 2 in seine Schließstellung ein Magnetanker 1 im domförmig geschlossenen Ventilgehäuse 3 vorgesehen, der entgegen der Wirkung der Magnetkraft von einer zwischen dem Magnetanker 1 und einem Magnetkern eingespannten Rückstellfeder 7 beaufschlagt ist. Der Magnetkern wird durch ein rohrförmiges, dickwandiges Ventilgehäuse 4 gebildet, das den Ventilsitz 8 aufnimmt, der zu beiden Seiten durch die in das Ventilgehäuse 4 einmündenden beiden Druckanschlüsse A, B begrenzt ist.
In Parallelschaltung zum Ventilschließglied 2 befindet sich ein Druckbegrenzungsventil 5 im Magnetanker 1 angeordnet, das in seiner Grundstellung geschlossen ist, sofern ein auf das Druckbegrenzungsventil einwirkender Hydraulik- oder Pneumatikdruck nicht den Schließdruck einer auf das Druckbegrenzungsventil 5 einwirkende Druckfeder 6 überschreitet.
Um ein möglichst kompakte und funktionsoptimierte Ausführung des gewünschten Druckbegrenzungsventils 5 zu gewährleisten, sieht die Erfindung vor, dass das Druckbegrenzungsventil 5 direkt im Magnetanker 1 integriert ist, wobei das Druckbegrenzungsventil 5 unabhängig von der Stellung des Ventilschließgliedes 2 über eine Durchgangsbohrung 11 im Ventilschließglied 2 von einem im Ventildurchlass 9 des Ventilsitzes 8 anstehenden hydraulischen oder pneumatischen Druckmittel unmittelbar beaufschlagt wird.
Baulich besonders vorteilhaft erweist es sich, das Ventilschließglied 2 mit seinem vom Ventilsitz 8 abgewandten Bereich unmittelbar in einer ersten Bohrung 13 des Magnetankers 1 zu fixieren, in der gleichzeitig auch das Druckbegrenzungsventil 5 in kompakter Bauweise axial beweglich aufgenommen ist. Die Bohrung 13 bildet somit eine Zentralbohrung im Magnetanker 1 zur mittigen Ausrichtung des Ventilschließgliedes 2 als auch zur platzsparenden Aufnahme des Druckbegrenzungsventils 5.
In der bevorzugten Ausführung weist das Ventilschließglied 2 die Kontur eines Hohlstößels auf, um die gewünschte Durchgangsbohrung 11 auf einfache Weise darzustellen, wobei der Hohlstößel mittels einer Pressverbindung in der ersten Bohrung 13 des Magnetankers 1 gehalten ist.
Ein für das Druckbegrenzungsventil 5 erforderlicher Dichtsitz 14 ist unmittelbar an dem vom Ventilsitz 8 abgewandten Ende der das Ventilschließglied 2 durchdringenden Durchgangsbohrung 11 ausgebildet, sodass auch der Dichtsitz 14 mit geringem Herstellaufwand innerhalb des Magnetankers 1 angeordnet ist.
Wie bereits erwähnt, ist das Druckbegrenzungsventil 5 von einer in der ersten Bohrung 13 des Magnetankers 1 fixierten Druckfeder 6 in Richtung des Dichtsitzes 14 beaufschlagt, deren Federvorspannkraft durch das stetige Verschieben des stößelförmigen Ventilschließgliedes 2 in der Bohrung 13 präzise auf den gewünschten Wert eingestellt wird.
Entsprechend den 1 und 2 weist der Magnetanker 1 außerdem eine als Querbohrung in die Mantelfläche des Magnetankers 1 einmündende zweite Bohrung 10 auf, die in einer vom Dichtsitz 14 abgehobenen Stellung des Druckbegrenzungsventils 5 mit der Durchgangsbohrung 11 des Ventilschließgliedes 2 verbunden ist. Die zweite Bohrung 10 ermöglicht in Richtung des seitlich in das Ventilgehäuse 4 einmündenden Druckanschlusses A eine Druckmittelabfuhr zur Erfüllung der Druckbegrenzungsfunktion, wozu in der vom Dichtsitz 14 abgehobenen Stellung des Druckbegrenzungsventils 5 über einen zwischen dem Magnetanker 1 und dem Ventilgehäuse 3 vorgesehenen Spalt 15 eine Strömungsverbindung zwischen den zwei in das Ventilgehäuse 4 einmündende Druckanschlüsse A, B zustande kommt, wenn in der elektromagnetisch erregten Schaltstellung des Magnetankers 1 das Ventilschließglied 2 den Ventildurchlass 9 im Ventilsitz 8 verschloss hält.
Zur Abstützung der Druckfeder 6 in der ersten Bohrung 13 des Magnetankers 1 ist an dem vom Dichtsitz 14 abgewandten Ende der Druckfeder 6 eine Anschlagfläche 16 im Magnetanker 1 vorgesehen, die gemäß den 1, 2 durch eine als Sackbohrung ausgeführten erste Bohrung 13 realisiert ist.
Abweichend zu den 1, 2 ist in der 3 die Anschlagfläche 16 ein Bestandteil einer in die Bohrung 13 eingepressten Buchse 17, die zur Abstützung der Druckfeder 6 gegenüber dem Durchmesser der Druckfeder 6 einen kleineren Wirkdurchmesser aufweist. Abbildungsgemäß ist die Buchse 17 diametral zum Dichtsitz 14 in die erste Bohrung 13 eingesetzt, wobei über die Öffnung der Buchse 17 in Richtung des aus den 1, 2 bekannten, domförmig geschlossenen Ventilgehäuses 3 eine permanente Strömungsverbindung hergestellt ist, um analog zu den aus den 1, 2 bekannten Merkmalen in der vom Dichtsitz 14 abgehobenen Stellung des Druckbegrenzungsventils 5 über den zwischen dem Magnetanker 1 und dem Ventilgehäuse 3 vorgesehenen Spalt 15 eine Strömungsverbindung zwischen den beiden, durch das Ventilschließglied 2 absperrbaren Druckanschlüsse A, B im Ventilgehäuse 4 zu ermöglichen.
Die Verwendung der Buchse 17 ermöglicht die Fixierung des stößelförmigen Ventilschließgliedes 2 auf eine konstantes Längenmaß, ohne die Erfordernis einer Justierbarkeit zur Einstellung der Druckfeder 6, da vielmehr durch das Verschieben der Buchse 17 in der Bohrung 13 die für eine Druckbegrenzung repräsentative Vorspannkraft der Druckfeder 6 einstellbar ist.
Die Schaltcharakteristik des Druckbegrenzungsventils 5 wird durch die Einstellung der Druckfeder 6, die Größe der Kugel sowie dem Durchmesser und der Form des Dichtsitzes 14 beeinflusst. Zweckmäßigerweise ist das Druckbegrenzungsventil 5 als auch der Dichtsitz 14 aus einem den Magnetfluss nicht leitenden Material hergestellt, sodass die Schaltcharakteristik des Druckbegrenzungsventils 5 nicht durch dem magnetischen Fluss innerhalb des Magnetankers 1 beeinflusst wird.
Anhand der 1 und 2 lässt sich hinsichtlich der Funktion zusammenfassend somit Nachfolgendes feststellen:
Die 1 zeigt das Elektromagnetventil im elektromagnetisch nicht erregten Zustand. Der Ventildurchlass 9 im Ventilsitz 8 ist infolge der öffnenden Wirkung der Rückstellfeder 7 auf den Magnetanker 2 vom stößelförmigen Ventilschließglied 2 freigegeben. Eine ungehinderte Verbindung zwischen beiden Druckanschlüssen A, B ist möglich. Gleichzeitig verharrt das Druckbegrenzungsventil 5 in seiner Schließstellung am Dichtsitz 14.
Die 2 zeigt das Ventilschließglied 2 im geschlossenen Zustand, da die Ventilspule 12 stromdurchflossen ist. Durch die nun wirkende Magnetkraft ist der Magnetanker 1 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 7 nach unten gezogen, wodurch das Ventilschließglied 2 den Ventildurchlass 9 im Ventilsitz 8 verschließt. Folglich kann sich der am Ventilschließglied 2 anstehenden hydraulische oder pneumatische Druck im Druckanschluss B ausschließlich durch die Durchgangsbohrung 11 des Ventilschließgliedes 2 zum Druckbegrenzungsventil 5 fortpflanzen, sodass mit dem Erreichen des voreingestellten Öffnungsdruck das im Druckanschluss B anstehende Druckmittel über das aufgedrückte Druckbegrenzungsventil 5 zur Druckbegrenzung in Richtung des Druckanschlusses A entweichen kann.
Bezugszeichenliste

1: Magnetanker
2: Ventilschließglied
3: Ventilgehäuse
4: Ventilgehäuse
5: Druckbegrenzungsventil
6: Druckfeder
7: Rückstellfeder
8: Ventilsitz
9: Ventildurchlass
10: Bohrung
11: Durchgangsbohrung
12: Ventilspule
13: Bohrung
14: Dichtsitz
15: Spalt
16: Anschlagfläche
17: Buchse
A: Druckanschluss
B: Druckanschluss

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 4204417 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für ein schlupfgeregeltes Kraftfahrzeugbremssystem, mit einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilschließglied, das abhängig vom Stromfluss in einer Ventilspule einen zwischen zwei ventilgehäuseseitigen Druckanschlüssen angeordneten Ventildurchlass in einem Ventilsitz zu öffnen oder zu verschließen vermag und mit einem zur Betätigung des Ventilschließgliedes vorgesehenen Magnetanker, dadurch gekennzeichnet, dass im Magnetanker (1) ein Druckbegrenzungsventil (5) integriert ist, das über eine Durchgangsbohrung (11) im Ventilschließglied (2) von einem im Ventildurchlass (9) des Ventilsitzes (8) anstehenden hydraulischen oder pneumatischen Druckmittel beaufschlagt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (2) mit seinem vom Ventilsitz (8) abgewandten Bereich in einer ersten Bohrung (13) des Magnetankers (1) fixiert ist, in der das Druckbegrenzungsventil (5) axial beweglich aufgenommen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem vom Ventilsitz (8) abgewandten Bereich des Ventilschließgliedes (2) ein Dichtsitz (14) für das Druckbegrenzungsventil (5) am Ende der Durchgangsbohrung (11) des Ventilschließgliedes (2) ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (5) von einer in der ersten Bohrung (13) des Magnetankers (1) fixierten Druckfeder (6) in Richtung des Dichtsitzes (14) beaufschlagt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (1) eine zweite Bohrung (10) aufweist, die in einer vom Dichtsitz (14) abgehobenen Stellung des Druckbegrenzungsventils (5) mit der Durchgangsbohrung (11) des Ventilschließgliedes (2) verbunden ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bohrung (10) in Richtung eines in das Ventilgehäuse (4) einmündenden Druckanschlusses (A) eine permanente Strömungsverbindung aufweist, sodass in der vom Dichtsitz (14) abgehobenen Stellung des Druckbegrenzungsventils (5) über einen zwischen dem Magnetanker (1) und dem Ventilgehäuse (3) vorgesehenen Spalt (15) eine Strömungsverbindung zwischen zwei in das Ventilgehäuse (4) einmündende Druckanschlüsse (A, B) hergestellt ist, die in der elektromagnetischen Erregung des Magnetankers (1) mittels des am Ventilsitz (8) anliegenden Ventilschließgliedes (2) verschlossen sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Druckfeder (6) in der ersten Bohrung (13) des Magnetankers (1) an einer vom Dichtsitz (14) abgewandten Anschlagfläche (16) abstützt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der Anschlagfläche (16) die erste Bohrung (13) als Sackbohrung ausgeführt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der Anschlagfläche (16) diametral zum Dichtsitz (14) eine gegenüber dem Durchmesser der Druckfeder (6) verkleinerte Buchse (17) in die erste Bohrung (13) eingesetzt ist, sodass über die Buchse (17) in Richtung des Ventilgehäuses (3) eine permanente Strömungsverbindung hergestellt ist, um in der vom Dichtsitz (14) abgehobenen Stellung des Druckbegrenzungsventils (5) über einen zwischen dem Magnetanker (1) und dem Ventilgehäuse (3) vorgesehenen Spalt (15) eine Strömungsverbindung zwischen zwei, durch das Ventilschließglied (2) absperrbare Druckanschlüsse (A, B) im Ventilgehäuse (4) zu ermöglichen.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (2) zur Ausbildung der Durchgangsbohrung (11) als Hohlstößel ausgeführt ist, der mittels einer Pressverbindung in der ersten Bohrung (13) des Magnetankers (1) fixiert ist.