DE102018219955A1

DE102018219955A1 - Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE102018219955A1
Application number: DE102018219955.8A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2020-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, dessen Ventilgehäuse ein erstes sowie ein zweites hohlzylinderförmiges Gehäuseteil (1, 2) aufweist, die sich beide der Länge nach mit ihren einander zugewandten Fortsätzen (3) abschnittsweise überdecken, wobei zur präzisen Ausrichtung eines Schließgliedes (10) auf einen Ventilsitz (7) ein Zentrierkörper (9) im zweiten Gehäuseteil (2) reibschlüssig fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2014 225 251 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil bekannt geworden, bestehend aus einem Magnetanker zur Betätigung eines entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder betätigbaren Ventilstößels in einem rohrförmigen Ventilgehäuse, das einen Druckmitteldurchlass in einem Ventilsitz aufweist, welcher bei Erregung des Magnetankers mittels des Ventilstößels verschlossen ist, der sich innerhalb einer Durchgangsbohrung im Ventilgehäuse durch die schraubenförmige Rückstellfeder erstreckt. Beiderseits des Ventilsitzes mündet jeweils ein Druckanschluss in das Ventilgehäuse ein, die abhängig von der Stellung des Ventilstößels miteinander verbindbar sind.
Die Konstruktion hat jedoch den Nachteil, dass das rohrförmige Ventilgehäuse einteilig ausgeführt ist, welches sich nur mit relativ großem Fertigungsaufwand herstellen lässt. Hierbei erfordert auch die Anordnung eines zwischen den beiden Druckanschlüssen im Ventilgehäuse zu positionierenden Strömungskanals aufwendige Bohroperationen, die hinsichtlich der möglichen Ausführung und Gestaltung eines günstigen Strömungskanals nicht optimal sind. Ein weiterer Nachteil ist in der starren Verbindung des Magnetankers mit dem Ventilstößel und dessen mehr oder weniger ausgeprägte magnetischen Eigenschaften zu sehen, sodass abhängig von der Größe der Magnetkraft der magnetische Wirkungsgrad des Magnetantriebs beeinträchtigt sein kann sowie vermehrt Reibung auf den Ventilstößel innerhalb seiner langen Führung im Ventilgehäuse entsteht, womit sich auch eine ungünstige Zentrierung des Ventilschließgliedes gegenüber dem Ventilsitz ergibt.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:

1 einen Längsschnitt durch ein Elektromagnetventil mit einem aus einem ersten und zweiten rohrförmigen Gehäuseteil bestehenden Ventilgehäuse, in dem ein zweiteiliger Ventilstößel aufgenommen ist, der mittels eines im zweiten Gehäuseteil eingesetzten Zentrierkörpers in Richtung eines im zweiten Gehäuseteil angeordneten Ventilsitzes geführt ist,
2 zeigt in einer Perspektivdarstellung den zweiten Gehäuseteil in Verbindung mit dem darin fixierten Zentrierkörper.

Die 1 zeigt in einer erheblich vergrößerten Ansicht ein Elektromagnetventil im Längsschnitt mit den jeweils zugehörigen Einzelheiten. Das abgebildete Elektromagnetventil wird bevorzugt für schlupfgeregelte hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlagen verwendet. Das Elektromagnetventil weist einen in einem metallischen Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilstößel 8 auf, der einen Ventildurchlass in einem Ventilsitz 7 zu öffnen oder zu verschließen vermag, sowie mit einem zur Betätigung des Ventilstößels 8 vorgesehenen Magnetanker 12, der von einer Rückstellfeder 13 beaufschlagt ist, die mit dem Ventilstößel 8 in einer Durchgangsbohrung 24 des Ventilgehäuses angeordnet ist, sowie mit einem ersten und einen zweiten Druckanschluss 4, 5 im Ventilgehäuse zur Darstellung eines Druckmitteleinlasses und Druckmittelauslasses, zwischen denen der Ventilsitz 7 angeordnet ist.
Die Erfindung sieht vor, dass das Ventilgehäuse ein erstes sowie ein zweites hohlzylinderförmiges Gehäuseteil 1, 2 aufweist, die sich beide der Länge nach mit ihren einander zugewandten Fortsätzen 3 abschnittsweise mittels einer Schiebepresspassung überdecken, wobei zur Ausbildung eines Strömungskanals im Ventilgehäuse der am ersten Gehäuseteil 1 angeordnete Fortsatz 3 im Bereich seiner Mantelfläche mit wenigstens einer nutförmigen Ausnehmung 6 versehen ist.
Die Ausnehmung 6 ist bevorzugt zur vereinfachten Herstellung am Fortsatz 3 des ersten Gehäuseteils 1 sowohl in axialer als auch in radialer Erstreckung auf besonders einfache Weise durch kaltschlagen bzw. kaltfließpressen ausgebildet, um jeweils eine widerstandsarme Durchströmung innerhalb des abgebildeten, in der Grundstellung geöffneten Elektromagnetventils zu gewährleisten.
Der Ventilstößel 8 ist erfindungsgemäß mit seinem Schließglied 10 besonders einfach und präzise in Richtung auf den Ventilsitz 7 innerhalb eines topfförmigen Zentrierkörpers 9 im zweiten Gehäuseteil 2 geführt, welches den Ventilsitz 7 aufnimmt.
Als vorteilhaft erweist sich ferner, wenn der Ventilstößel 8 als nicht magnetisches Kaltschlag- bzw. Kaltfließpressteil ausgeführt ist, der sich überdies gelenkig an dem Magnetanker 12 abstützt. Hierdurch lassen sich die Auswirkungen eines magnetischen Streustroms bzw. magnetischen Kurzschlusses auf den Ventilstößel 8 und dessen Verkanten während der Hubbewegung verhindern.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an dem vom Magnetanker 12 abgewandten Ende des Ventilstößels 8 das auf den Ventilsitz 7 gerichtetes Schließglied 10 kraft- und/oder formschlüssig angebracht ist, das als präzisionsgedrehtes Zylinderteil mittels mechanischer Zerspanung hergestellt und oberflächengehärtet ist, womit sich eine aufwendige Herstellung des Ventilstößels 8 erübrigt. Der Ventilstößel 8 lässt sich sodann aufgrund seiner geringeren Beanspruchung als Kaltschlagteil besonders kostengünstig ausführen.
Schließlich weist das abgebildete Elektromagnetventil eine auf das erste Gehäuseteil 1 aufgesetzte und verschweißte Kappe 11 auf, in welcher der Magnetanker 12 geführt ist, die durch eine im Tiefziehverfahren hergestellte austenitische Blechhülse kompakt und besonders kostengünstig ausgeführt ist. Hingegen ist das rohrförmige Gehäuseteil 2 durch Kaltschlagen oder Kaltfließpressen aus einem Stahlrohling gefertigt, der zur effektiven Darstellung des Magnetkreises ein ferritisches Werkstoffgefüge aufweist.
In der auf dem rohrförmigen Ventilgehäuse aufgesetzten, domförmig geschlossenen Bereich der Kappe 11 stützt sich im elektromagnetisch nicht erregten Zustand infolge der Wirkung der Rückstellfeder 13 der Magnetanker 12 ab, sodass in der jeweils abgebildeten, elektromagnetisch nicht erregten Ventilgrundstellung der Ventilstößel 8 gegenüber dem Ventilsitz 7 in einem den Druckmitteldurchlass im Ventilsitz 7 freigebenden Abstand verharrt, sodass eine ungehinderte hydraulische Verbindung zwischen dem jeweils oberhalb und unterhalb des Ventilsitzes 7 in das Ventilgehäuse einmündenden Druckanschluss 4, 5 gewährleistet ist.
Der im Magnetkreis befindliche Abschnitt des Ventilstößels 8 weist ein austenitisches Werkstoffgefüge auf, während das mit dem Ventilsitz 7 zusammenwirkende Stößelende als separat am Ventilstößel 8 vorzugsweise formschlüssig befestigtes Schließglied 10 aus einem gehärteten ferritischen Werkstoff besteht.
Um eine klemmfreie Zentrierung des Ventilstößels 8 am Magnetanker 12 zu gewährleisten, stützt sich der dem Magnetanker 12 zugewandte Abschnitt des Ventilstößels 8 mit seinem balligen oder kugelförmigen Kopf 22 in einer hohl gewölbten Vertiefung 23 in der Mitte des Magnetankers 12 gelenkig ab. Zwischen dem Kopf 22 und einer in der Durchgangsbohrung 24 vorgesehenen Stufe 21 des ersten Gehäuseteils 1 befindet sich die Rückstellfeder 13 , die den Ventilstößel 8 in seiner vom Ventilsitz 7 abgehobenen Stellung grundpositioniert, in welcher der Magnetanker 12 sich am domförmig geschlossenen Hülsenbereich der am ersten Gehäuseteil 1 fixierten Kappe 11 abstützt.
Zur Reinhaltung des Ventilgehäuses ist über den Außenumfang des zweiten Gehäuseteils 2 bis auf axialem Anschlag am ersten Gehäuseteil 1 ein Ringfilter 25 gestülpt, der somit den durch die Ausnehmungen 6 in den Fortsätzen 3 der beiden Gehäuseteile 1, 2 hergestellten Strömungskanal eingangsseitig vor Verunreinigung schützt. Ein weiteres Filterelement 26 ist unterhalb des Ventilsitzes 7 am zweiten Gehäuseteil 2 angebracht, sodass auch in entgegengesetzter Richtung ein Eindringen von Schmutzpartikel verhindert ist.
Der Ventilsitz 7 besteht aus einem hülsenförmigen Einpressteil, das durch zerspanende Bearbeitung hergestellt und gehärtet ist. Das erste Gehäuseteil 1 ist ebenso wie der Magnetanker 12 und der obere Abschnitt des Ventilstößels 8 als Kaltschlagteile kostengünstig hergestellt, sodass lediglich das zweite Gehäuse 2, der Ventilsitz 7 und das mit dem oberen Abschnitt des Ventilstößels 8 zu verbindende Schließglied 10 maschinell zerspant und gehärtet werden müssen.
Zur Verdeutlichung der Aussparung 14 im Zentrierkörper 9 zeigt die 2 das zweite Gehäuseteil 2 in einer Perspektivansicht, welche die großzügig sternförmig radial erweiterte Aussparung 14 zur Hindurchführung des Strömungskanals besonders herausstellt.
Der Zentrierkörper 9 ist in Form eines Topfes aus einem tiefgezogenen Dünnblech hergestellt, in dessen Topfboden 15 die Aussparung 14 ausgestanzt ist. Der Zentrierkörper 9 weist einen Bund 16 auf, der sich an einer Bohrungsstufe 17 des zweiten Gehäuseteils 2 abstützt, die den Übergang zwischen dem Fortsatz 3 des zweiten Gehäuseteils 2 und der im zweiten Gehäuseteil 2 zur Aufnahme des Ventilsitzes 7 vorgesehenen Durchgangsbohrung 24 herstellt.
Zur reibschlüssigen Fixierung des topfförmigen Zentrierkörpers 9 im zweiten Gehäuseteil 2 ist der in einem Vertikalabstand zum Ventilsitz 7 im zweiten Gehäuseteil 2 horizontal angeordnete Topfboden 15 entlang seinem Außenumfang von eine vertikalen Wand 18 umschlossen, die zur Begrenzung der Einpresstiefe des Zentrierkörpers 9 im zweiten Gehäuseteil 2 den radial nach außen gerichteten Bund 16 aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuseteil
2: Gehäuseteil
3: Fortsatz
4: Druckanschluss
5: Druckanschluss
6: Ausnehmung
7: Ventilsitz
8: Ventilstößel
9: Zentrierkörper
10: Schließglied
11: Kappe
12: Magnetanker
13: Rückstellfeder
14: Aussparung
15: Topfboden
16: Bund
17: Bohrungsstufe
18: Wand
19: -
20: -
21: Stufe
22: Kopf
23: Vertiefung
24: Durchgangsbohrung
25: Ringfilter
26: Filterelement

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 102014225251 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem in einem metallischen Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilstößel, der einen Ventildurchlass in einem Ventilsitz zu öffnen oder zu verschließen vermag, sowie mit einem zur Betätigung des Ventilstößels vorgesehenen Magnetanker, der von einer Rückstellfeder beaufschlagt ist, sowie mit einem ersten und einen zweiten Druckanschluss am Ventilgehäuse, zwischen denen der Ventilsitz angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse ein erstes sowie ein zweites hohlzylinderförmiges Gehäuseteil (1, 2) aufweist, die sich beide der Länge nach mit ihren einander zugewandten Fortsätzen (3) abschnittsweise reibschlüssig überdecken, wobei zur Ausrichtung des Ventilstößels (8) mit seinem Schließglied (10) auf den Ventilsitz (7) im zweiten Gehäuseteil (2) ein Zentrierkörper (9) reibschlüssig fixiert ist, der sowohl zur Führung des Schließgliedes (10) als auch zur Ausbildung eines Strömungsdurchlasses wenigstens eine Aussparung (14) aufweist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierkörper (9) in Form eines Topfes aus einem tiefgezogenen Dünnblech hergestellt ist, in dessen Topfboden (15) die Aussparung (14) ausgestanzt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierkörper (9) einen Bund (16) aufweist, der sich an einer Bohrungsstufe (17) des zweiten Gehäuseteils (2) abstützt, die den Übergang zwischen dem Fortsatz (3) des zweiten Gehäuseteils (2) und der im zweiten Gehäuseteil (2) zur Aufnahme des Ventilsitzes (7) vorgesehenen Durchgangsbohrung (24) herstellt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur reibschlüssigen Fixierung des topfförmigen Zentrierkörpers (9) im zweiten Gehäuseteil (2) der in einem Vertikalabstand zum Ventilsitz (7) im zweiten Gehäuseteil (2) horizontal angeordnete Topfboden (15) entlang seinem Außenumfang von eine vertikalen Wand (18) umschlossen ist, die zur Begrenzung der Einpresstiefe des Zentrierkörpers (9) im zweiten Gehäuseteil (2) den radial nach außen gerichteten Bund (16) aufweist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (14) mittig innerhalb des Topfbodens (15) ausgebildet ist, dessen Innendurchmesser zur Führung eines Schließgliedes (10) geringfügig größer als der Außendurchmesser des Schließgliedes (10) ausgeführt ist, wobei sich die Aussparung (14) zur Ausbildung eines Strömungsdurchlasses beginnend von ihrem Innendurchmesser abschnittsweise sternförmig radial nach außen im Topfboden (15) erstreckt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (3) des ersten Gehäuseteils (1) am Außenumfang mit wenigstens einer sich radial als auch axial erstreckenden Ausnehmung (6) versehen ist, die in Reihe zu dem im zweiten Gehäuseteil (2) vorgesehenen Ventilsitz (7) angeordnet ist, wobei die Ausnehmung (6) in Verbindung mit dem Fortsatz (3) durch Kaltfließpressen oder Kaltschlagen des ersten Gehäuseteils (1) hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich beiden Gehäuseteile (1, 2) mittels einer Schiebe-Pressverbindung der Länge nach im Bereich ihrer einander zugewandten Fortsätze (3) abschnittsweise überdecken.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (8) als nicht magnetisches Kaltschlagteil ausgeführt ist, der sich gelenkig an dem Magnetanker (12) abstützt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem vom Magnetanker (12) abgewandten Ende des Ventilstößels (8) ein auf den Ventilsitz (7) gerichtetes Schließglied (10) kraft- und/oder formschlüssig angebracht ist, das als präzisionsgedrehtes Zylinderteil mittels mechanischer Zerspanung hergestellt und oberflächengehärtet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (2) durch rotatorische Zerspanung eines Stahlrohlings hergestellt ist, in welches das erste Gehäuseteil (1) im Bereich beider Fortsätze (3) abschnittsweise eingepresst ist, wobei das erste Gehäuseteil (1) mittels einer Kappe (11) verschlossen ist, in welcher der Magnetanker (12) geführt ist.