DE102018220673A1 - Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen - Google Patents
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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) unmittelbar am Schließglied (10) ausgebildet ist, das im zweiten Gehäuseteil (2) in Richtung des Ventilsitzes (7) gleitbeweglich geführt 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 hinsichtlich seiner Funktion und bezüglich seiner Herstellbarkeit zu verbessern.
- 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, dessen Schließglied mittels eines Zentrierkörpers in Richtung eines im zweiten Gehäuseteil angeordneten Ventilsitzes präzise geführt ist, -
2 in einer Perspektivdarstellung den am Schließglied ausgebildeten Zentrierkörper, -
3 das in1 abgebildete Elektromagnetventil mit einer alternativen Konstruktion zur Befestigung des Schließgliedes am Ventilstößel, -
4 ausgehend von3 in einer Perspektivdarstellung den am Schließglied ausgebildeten Zentrierkörper, -
5 das in3 abgebildete Elektromagnetventil mit einer alternativen Konstruktion zum Zentrierkörper, -
6a-c die erforderlichen Montageschritte zur funktionsgerechten Aufnahme des Ventilstößels im zweiten Gehäuse. - Die
1 ,3 ,5 zeigen jeweils 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 Ventilstößel8 auf, der einen Ventildurchlass in einem Ventilsitz7 zu öffnen oder zu verschließen vermag, sowie mit einem zur Betätigung des Ventilstößels8 vorgesehenen Magnetanker12 , der von einer Rückstellfeder13 beaufschlagt ist, die mit dem Ventilstößel8 in einer Durchgangsbohrung17 des Ventilgehäuses angeordnet ist, sowie mit einem ersten und einen zweiten Druckanschluss4 ,5 im Ventilgehäuse zur Darstellung eines Druckmitteleinlasses und Druckmittelauslasses, zwischen denen der Ventilsitz7 angeordnet ist. - Das Ventilgehäuse weist ein erstes sowie ein zweites hohlzylinderförmiges Gehäuseteil
1 ,2 auf, die sich beide der Länge nach mit ihren einander zugewandten Fortsätzen3 abschnittsweise mittels einer Schiebepresspassung überdecken, wobei zur Ausbildung eines Strömungskanals im Ventilgehäuse der am ersten Gehäuseteil1 angeordnete Fortsatz3 im Bereich seiner Mantelfläche mit wenigstens einer nutförmigen Ausnehmung6 versehen ist. - Die Ausnehmung
6 ist bevorzugt zur vereinfachten Herstellung am Fortsatz3 des ersten Gehäuseteils1 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 mit seinem Schließglied10 besonders einfach und präzise in Richtung auf den Ventilsitz7 mittels eines Zentrierkörpers9 im zweiten Gehäuseteil2 geführt, welches den Ventilsitz7 aufnimmt. - Als vorteilhaft erweist sich ferner, wenn der Ventilstößel
8 als nicht magnetisches Kaltschlag- bzw. Kaltfließpressteil ausgeführt ist, der sich überdies gelenkig an dem Magnetanker12 abstützt. Hierdurch lassen sich die Auswirkungen eines magnetischen Streustroms bzw. magnetischen Kurzschlusses auf den Ventilstößel8 und dessen Verkanten während der Hubbewegung verhindern. - An dem vom Magnetanker
12 abgewandten Ende des Ventilstößels8 ist das auf den Ventilsitz7 gerichtete Schließglied10 kraft- und/oder formschlüssig angebracht, das in homogener Verbindung mit dem Zentrierkörper9 als präzises Zylinderteil mittels mechanischer Zerspanung hergestellt und oberflächengehärtet ist, womit sich eine aufwendige Herstellung des Ventilstößels8 erübrigt. Der Ventilstößel8 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 Kappe11 auf, in welcher der Magnetanker12 geführt ist, die durch eine im Tiefziehverfahren hergestellte austenitische Blechhülse kompakt und besonders kostengünstig ausgeführt ist. Hingegen ist das rohrförmige Gehäuseteil2 durch Zerspanung mittels einer Drehmaschine aus einem Stahlrohling gefertigt. - In der auf dem rohrförmigen Ventilgehäuse aufgesetzten, domförmig geschlossenen Bereich der Kappe
11 stützt sich im elektromagnetisch nicht erregten Zustand infolge der Wirkung der Rückstellfeder13 der Magnetanker12 ab, sodass in der jeweils abgebildeten, elektromagnetisch nicht erregten Ventilgrundstellung der Ventilstößel8 gegenüber dem Ventilsitz7 in einem den Druckmitteldurchlass im Ventilsitz7 freigebenden Abstand verharrt, sodass eine ungehinderte hydraulische Verbindung zwischen dem jeweils oberhalb und unterhalb des Ventilsitzes7 in das Ventilgehäuse einmündenden Druckanschluss4 ,5 gewährleistet ist. - Der im Magnetkreis befindliche Abschnitt des Ventilstößels
8 weist ein austenitisches Werkstoffgefüge auf, während das auf den Ventilsitz7 gerichtete Stößelende mit einem vorzugsweise formschlüssig befestigtes Schließglied10 versehen ist, das aus einem gehärteten ferritischen Werkstoff besteht. - Um eine klemmfreie Zentrierung des Ventilstößels
8 am Magnetanker12 zu gewährleisten, stützt sich der dem Magnetanker12 zugewandte Abschnitt des Ventilstößels8 mit seinem balligen oder kugelförmigen Kopf19 in einer hohl gewölbten Vertiefung20 in der Mitte des Magnetankers12 gelenkig ab. Zwischen dem Kopf19 und einer in der Durchgangsbohrung17 vorgesehenen Stufe des ersten Gehäuseteils1 befindet sich die Rückstellfeder13 , die den Ventilstößel8 in seiner vom Ventilsitz7 abgehobenen Stellung grundpositioniert, in welcher der Magnetanker12 sich am domförmig geschlossenen Hülsenbereich der am ersten Gehäuseteil1 fixierten Kappe11 abstützt. - Zur Reinhaltung des Ventilgehäuses ist über den Außenumfang des zweiten Gehäuseteils
2 bis auf axialem Anschlag am ersten Gehäuseteil1 ein Ringfilter21 gestülpt, der somit den durch die Ausnehmungen6 in den Fortsätzen3 der beiden Gehäuseteile1 ,2 hergestellten Strömungskanal eingangsseitig vor Verunreinigung schützt. Ein weiteres Filterelement22 ist unterhalb des Ventilsitzes7 am zweiten Gehäuseteil2 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 Gehäuseteil1 ist ebenso wie der Magnetanker12 und der obere Abschnitt des Ventilstößels8 als Kaltschlagteile kostengünstig hergestellt, sodass lediglich das zweite Gehäuse2 , der Ventilsitz7 und das mit dem oberen Abschnitt des Ventilstößels8 zu verbindende Schließglied10 zerspant und gehärtet werden müssen. - Wie eingangs erwähnt wurde, ist das Schließglied
10 einstückig mit dem Zentrierkörper9 verbunden, der somit als ein homogener Bestandteil des Schließgliedes10 innerhalb der zentral angeordneten, den Ventilsitz7 aufnehmenden Durchgangsbohrung17 des Ventilgehäuses radial geführt ist. - Der Zentrierkörper
9 ist bevorzugt in Form eines mehrere radiale Vorsprünge18 aufweisenden Mehrkant-Körpers ausgebildet, der in Verbindung mit dem Schließglied10 aus einem dickwandigen, mittels Zerspanung hergestellten nicht magnetischen Stahl besteht.
Zur Freigabe eines Strömungsdurchlasses innerhalb der Durchgangsbohrung17 ist zwischen jeweils zwei Vorsprüngen18 des mehrkantigen Zentrierkörpers9 jeweils eine Abplattung14 vorgesehen, die sich zwischen dem Schließglied10 und einem vom Schließglied10 abgewandten Befestigungsabschnitt des Zentrierkörpers9 vertikal erstreckt. - Nach den
1 und2 ist der Befestigungsabschnitt durch einen Zapfen15 gebildet, der sich in eine vom Magnetanker12 abgewandten Ende des Ventilstößels8 ausgebildete Sackbohrung16 erstreckt, wobei mittels einer nach innen auf eine Radialnut des Zapfens15 gerichtete partielle Radialverformung des Ventilstößels eine formschlüssige Befestigung des Zapfens15 in der Sackbohrung16 entsteht. Anhand der2 wird ferner die Dreikant-Kontur des Zentrierkörpers9 deutlich, sodass zwischen den drei Vorsprüngen18 drei Abplattungen14 eine großzügige Durchströmung innerhalb der den Ventilsitz7 aufnehmenden Durchgangsbohrung17 sicherstellen. - Nach den
3 ,4 ,5 ist der Befestigungsabschnitt alternativ durch eine Sackbohrung16 im Zentrierkörper9 gebildet, in der das vom Magnetanker12 abgewandte Ende des Ventilstößels8 in Form eines Zapfens15 kraft- und/oder formschlüssig eingreift, sodass in allen abgebildeten Ausführungsvarianten der zwischen dem Zentrierkörper9 und dem Ventilstößel8 vorgesehene Befestigungsabschnitt durch eine nicht lösbare Verbindung hergestellt ist. - Als weitere Besonderheit ist der Zentrierkörper
9 nach5 nicht mit einer Abplattung versehen, sondern als einfach herzustellendes Zylinderteil ausgeführt, das innerhalb eines Abschnitts der Durchgangsbohrung17 geführt ist, der nunmehr mit einer Ausnehmung6 versehen ist, die eine Strömungsverbindung zum unterhalb des Zentrierkörpers9 im zweiten Gehäuse2 fixierten Ventilsitz7 herstellt. - Die
6a ,6b ,6c zeigen im Längsschnitt jeweils das erste Gehäuse1 in Verbindung mit den einzelnen Montageschritten für den Ventilstößel8 , die Rückstellfeder13 und das Schließglied10 , wonach im ersten Montageschritt nach6a der die Rückstellfeder13 tragende Ventilstößel8 von oben in die Durchgangsbohrung17 eingeführt und das Schließglied10 mit dem Zapfen15 am Zentrierkörper9 der Sackbohrung16 aus der entgegengesetzten Richtung von unten zugeführt wird, bis gemäß der6b der Zapfen16 vollständig in der Sackbohrung16 eingetaucht ist. Danach erfolgt eine plastische Radialverformung des Ventilstößels8 in Richtung der Radialnut am Zapfen15 , sodass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zapfen15 und dem Ventilstößel8 hergestellt ist. Zwischen dem Kopf19 des Ventilstößels8 und der im ersten Gehäuse1 vorgesehene Stufe ist die Rückstellfeder13 eingespannt, sodass gemäß der6c der Zentrierkörper9 , infolge seiner sich radial über den Durchmesser der Durchgangsbohrung17 hinauserstreckenden Vorsprünge18 , auf Anschlag an die Unterseite des Gehäuses1 gelangt. Folglich bildet der Ventilstößel8 in Verbindung mit der Rückstellfeder13 , dem Zentrierkörper9 und dem Schließglied eine funktionsfähig im ersten Gehäuse1 angeordnete Baugruppe, die mittels des Fortsatzes3 am ersten Gehäuse1 in den Fortsatz3 des zweiten Gehäuses2 eingepresst wird. - 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
- Abplattung
- 15
- Zapfen
- 16
- Sackbohrung
- 17
- Durchgangsbohrung
- 18
- Vorsprung
- 19
- Kopf
- 20
- Vertiefung
- 21
- Ringfilter
- 22
- Filterelement
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014225251 A1 [0002]
Claims (10)
- Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilstößel, der mittels eines Schließgliedes einen Ventildurchlass in einem Ventilsitz zu öffnen oder zu verschließen vermag, der zwischen zwei Druckanschlüssen des Ventilgehäuses angeordnet ist, sowie mit einem zur Betätigung des Ventilstößels vorgesehenen Magnetanker, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (10) mit einem Zentrierkörper (9) versehen ist, der als ein homogener Bestandteil des Schließgliedes (10) innerhalb einer zentral angeordneten, den Ventilsitz (7) aufnehmenden Durchgangsbohrung (17) des Ventilgehäuses radial geführt ist.
- Elektromagnetventil nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierkörper (9) in Form eines mehrere radiale Vorsprünge (18) aufweisenden Körpers ausgebildet ist, der in homogener Verbindung mit dem Schließglied (10) aus einem dickwandigen, mittels Zerspanung hergestellten nicht magnetischen Stahl besteht. - Elektromagnetventil nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Freigabe eines Strömungsdurchlasses innerhalb der Durchgangsbohrung (17) zwischen jeweils zwei Vorsprüngen (18) des mehrkantigen Zentrierkörpers (9) jeweils eine Abplattung (14) vorgesehen ist, die sich zwischen dem Schließglied (10) und einem vom Schließglied (10) abgewandten Befestigungsabschnitt des Zentrierkörpers (9) erstreckt. - Elektromagnetventil nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt durch einen Zapfen (15) gebildet ist, der sich in eine vom Magnetanker (12) abgewandten Ende des Ventilstößels (8) ausgebildete Sackbohrung (16) erstreckt. - Elektromagnetventil nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt durch eine Sackbohrung (16) im Zentrierkörper (9) gebildet ist, in der das vom Magnetanker (12) abgewandte Ende des Ventilstößels (8) in Form eines Zapfens (15) kraft- und/oder formschlüssig eingreift. - Elektromagnetventil nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem Zentrierkörper (9) und dem Ventilstößel (8) vorgesehene Befestigungsabschnitt durch eine nicht lösbare Verbindung hergestellt ist. - Elektromagnetventil nach
Anspruch 1 , 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) der Zentrierkörper (9) in der Durchgangsbohrung (17) des zweiten Gehäuseteils (2) gleitbeweglich geführt ist. - Elektromagnetventil nach
Anspruch 7 , 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 zur Ausbildung eines Strömungskanals 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 der Ventilstößel (8) als nicht magnetisches Kaltschlagteil ausgeführt ist, der gelenkig an dem Magnetanker (12) abgestützt ist. - Elektromagnetventil nach
Anspruch 7 , 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.
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