DE102021208242A1

DE102021208242A1 - Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE102021208242A1
Application number: DE102021208242.4A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse (1) axial beweglich angeordneten Ventilstößel (4), der im Ventilgehäuse (1) einen Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag, welcher in einem Ventilsitz (7) ausgebildet ist, sowie mit einem zur elektromagnetischen Betätigung des Ventilstößels (4) vorgesehenen Magnetanker (9) und einem Federelement (2), das derart angeordnet ist, dass der Ventilstößel (4) in der elektromagnetisch nicht betätigten Grundstellung des Magnetankers (9) in einer vom Ventilsitz (7) abgehobenen Stellung verharrt.
Die Erfindung sieht vor, dass zur Einstellung des Restluftspalts (18) zwischen dem Ventilstößel (4) und dem Ventilgehäuse (1) eine Buchse (11) angeordnet ist, die bis zu einem Bund (8) geschlitzt ist, der mittels einer Einstellhülse (5) im Ventilgehäuse (1) positioniert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der 1 in DE 10 2006 052 629 A1 ist bereits ein im elektromagnetisch nicht erregten Zustand offen geschaltetes Elektromagnetventil ersichtlich, bestehend aus einem Magnetanker zur Betätigung eines entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder bewegbaren Ventilstößels in einem rohrförmigen Ventilgehäuse, das einen Druckmitteldurchlass in einem Ventilsitz aufweist, welcher bei Erregung des Magnetankers mittels des Ventilstößels verschlossen ist.
Die Konstruktion hat jedoch den Nachteil, dass die Einstellung des Restluftspalts zwischen dem Magnetanker und dem als Magnetkern ausgebildeten Ventilgehäuses eine Justierung des Ventilsitzes im Ventilgehäuse erfordert, sodass der Ventilsitz leicht im Ventilgehäuse verschiebbar sein soll, um den Restluftspalt präzise einstellen zu können. Dies hat jedoch den Nachteil, dass hohe Anforderungen an die Fertigung und Überwachung der erforderlichen Einstellparameter gestellt werden, um den Ventilsitz nach erfolgter Restluftspalteinstellung sicher in seiner Endlage dauerhaft zu platzieren. Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch die Tatsache, dass der Restluftspalt ausschließlich entgegen der Ventilschließrichtung eingestellt werden kann.
Daher ist es nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der eingangs genannter Art zu schaffen, dass die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgaben werden für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 sowie durch die den Verfahrensanspruch 9 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:

1 das erfindungsgemäße, fertiggestellte Elektromagnetventil im Längsschnitt,
2 in einer Perspektivansicht eine zur Justierung des Restluftspalts erforderliche, im Ventilgehäuse des Elektromagnetventils eingepresste Buchse,
3-7 die einzelnen Montage- und Einstellschritte für das Elektromagnetventil nach 1.

Die 1 zeigt in einer erheblich vergrößerten Ansicht ein im elektromagnetisch nicht erregten Zustand geöffnetes Elektromagnetventil im Längsschnitt, das bevorzugt für schlupfgeregelte hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlagen verwendet wird.
Das Elektromagnetventil weist einen in einem Ventilgehäuse 1 axial beweglich angeordnetes Ventilstößel 4 auf, der im Ventilgehäuse 1 einen Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag, welcher in einem Ventilsitz 7 ausgebildet ist, sowie mit einem zur elektromagnetischen Betätigung des Ventilstößels 4 vorgesehenen Magnetanker 9 und einem Federelement 2, das derart angeordnet ist, dass der Ventilstößel 4 in der elektromagnetisch nicht betätigten Grundstellung des Magnetankers 9 in einer vom Ventilsitz 7 abgehobenen Stellung verharrt.
Abbildungsgemäß ist der Magnetanker 9 innerhalb einer austenitischen Blechhülse 12 aufgenommen, die mit dem dickwandigen, rohrförmigen Ventilgehäuse 1, dem sog. Zentralgehäuse, vorzugsweise verschweißt ist, welches die Befestigung in einer Ventilaufnahmebohrung eines Ventilaufnahmekörpers gewährleistet.
Die Blechhülse 12 ist als domförmig geschlossene Kappe bevorzugt durch Tiefziehen von Dünnblech hergestellt, während die Kontur des rohrförmigen Ventilgehäuses 1 durch Kaltschlagen oder Kaltfließpressen aus einem Stahlrohling kostengünstig gefertigt ist, der zwecks magnetischer Eigenschaften ein ferritisches Werkstoffgefüge aufweist.
Beiderseits des Ventilsitzes 7 mündet in die abbildungsgemäß unterhalb des Ventilgehäuses 1 angeordnete weitere Blechhülse 13 jeweils ein Fluiddurchgang 14, 15 ein, der abbildungsgemäß unterhalb des Ventilsitzes 7 jeweils als ein in der Blechhülse 13 gestanztes Loch ausgeführt ist.
In der abgebildeten, elektromagnetisch nicht erregten Ventilgrundstellung verharrt infolge der Wirkung des Federelements 2 der Ventilstößel 4 gegenüber dem Ventilsitz 7 in einem den Ventildurchlass im Ventilsitz 7 freigebenden Abstand, sodass eine ungehinderte hydraulische Verbindung zwischen den beiderseits des Ventilsitzes 7 in die untere Blechhülse 13 einmündenden Fluiddurchgänge 14, 15 gewährleistet ist.
Hingegen verschließt der Ventilstößel 4 in der elektromagnetisch erregten Ventilstellung den Ventildurchlass im Ventilsitz 7. Der Ventilsitz 7 lässt sich besonders kostengünstig durch Tiefziehen von Dünnblech herstellen, der bei Wunsch oder Bedarf durch Gasnitrieren gehärtet wird. Vorteilhaft ist der Ventilstößel 4 aus einem den Magnetfluss nichtleitenden Material hergestellt, der mit dem Magnetanker 9 fest verbunden ist, an dem sich das Federelement 2 abstützt. Das Federelement 2 ist abbildungsgemäß innerhalb einer in einer Buchse 11 vorgesehenen Bohrung angeordnet, sodass das Federelement 2 zwischen dem Magnetanker 9 und einer Bohrungsstufe 6 eingespannt ist.
Zur Einstellung des Restluftspalts 18 ist im Ventilgehäuse 1 die axial verschiebbare Buchse 11 vorgesehen, die unmittelbar zwischen dem Ventilstößel 4 und dem Ventilgehäuse 1 angeordnet ist, welche nach der Einstellung des Restluftspalts 18 reibschlüssig im Ventilgehäuse 1 in ihrer Endlage verharrt. Die einzelnen Schritte zur Justierung der Buchse 11 sind aus den 3 bis 7 ersichtlich.
Die 1 und 2 zeigen alle Einzelheiten zum Aufbau der Buchse 11, die eine an den Durchmesser des Ventilstößels 4 angepasste Bohrung aufweist, in welcher mit geringem Laufspiel der Ventilstößel 4 sowie das Federelement 2 axial beweglich aufgenommen sind. Die Buchse 11 weist als homogener Bestandteil an ihrem dem Magnetanker 9 zugewandten Endbereich die Bohrungsstufe 6 auf, um das mit dem Magnetanker 9 zusammenwirkende Federelement 2 abstützen zu können. Über den Umfang der Buchse 11 verteilt sind in diametraler Anordnung beispielhaft zwei Längsschlitze 3 vorgesehen, um in Abhängigkeit der Gestaltung der Längsschlitze 3 die erforderliche Einpress- und Verschiebekraft innerhalb des Ventilgehäuses 1 beeinflussen zu können, wozu sich die Längsschlitze 3 über die unter Kraftschluss mit dem Ventilgehäuse 1 stehende Länge der Buchse 11 bis zu einem Bund 8 an der Buchse 11 erstrecken. Um eine Beeinträchtigung der Magnetkraft während der elektromagnetischen Betätigung des Magnetankers 9 zu vermeiden, verlaufen die Längsschlitze 3 in Richtung der Ventilsymmetrieachse und damit parallel zu den aus der Erregung einer Ventilspule erzeugbaren Magnetfeldlinien. Durch die gewählte Ausbildung der Längsschlitze 3 wird beim Schalten des Ventils ein ungehinderter Volumenausgleich beiderseits der Buchse 11 möglich, ohne im Bereich des Ventilstößels 4 Druckausgleichsnuten vorzusehen.
Die Buchse 11 besteht ebenso wie das Ventilgehäuse 1 aus einem dem Magnetfluss leitenden Material, sodass die Buchse 11 die Funktion des Magnetkerns bzw. Magnetpols übernimmt. Folglich weist ein dem Magnetanker 9 zugewandtes Ende der Buchse 11 gegenüber dem Ventilgehäuse 1 einen Überstand 17 auf, zwischen dem und dem Magnetanker 9 der Restluftspalt 18 ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Buchse 11 aufgrund der gewählten Geometrie besonders einfach als ein Sinterteil ausgeführt. Denkbar ist unter Abwandlung der Längsschlitze 3 und zwar als seitlich an der Buchse 11 eingebrachte Außenrillen, auch eine Herstellung der radial nachgiebigen bzw. federnden Buchse 11 als Kaltschlagteil.
Die 3 zeigt einen ersten Montageschritt zur Herstellung des Elektromagnetventils, wonach zwischen dem Ventilstößel 4 und dem Ventilgehäuse 1 die mit den Längsschlitzen 3 versehene Buchse 11 auf ein gewünschtes Voreinstellmaß in das Ventilgehäuse 1 eingepresst ist, in welche im Anschluss an die das Federelement 2 aufnehmende Bohrungsstufe 6, innerhalb eines Führungsabschnitts 10 der Buchse 11, der mit dem Magnetanker 9 fest verbundene Ventilstößels 4 zentriert aufgenommen ist.
Gemäß der 4 wird anschließend über den Magnetanker 9 die Einstellhülse 5 gestülpt, die einen Stempel 19 aufnimmt, welcher nach der 5 den Magnetanker 9 gemeinsam mit der Buchse 11 bis zum Anlegen des Ventilstößels 4 am Ventilsitz 7 abbildungsgemäß nach unten verschiebt.
Im Anschluss an die in der 5 abgebildete Anschlagstellung des Ventilstößels 4 am Ventilsitz 7 folgt gemäß den 6 und 7 die Einstellung des Restluftspalts 18, wozu die Einstellhülse 5 zunächst auf den Bund 8 der Buchse 11 abgesenkt wird und anschließend durch die Einstellhülse 5 bis zum Erreichen des gewünschten Restluftspalts 18 im Ventilgehäuse 1 niedergedrückt wird.
Nach dem Entfernen des Stempels 19 und der Einstellhülse 5 wird die bereits in der 1 abgebildete Blechhülse 12 auf das Ventilgehäuse 1 aufgepresst und verschweißt, sowie das als Kombifilter ausgeführte Filterelement 16 über die untere Blechhülse 13 gestülpt, die beispielhaft in ihrem Boden den einlassseitigen Fluiddurchgang 15 aufweist, sodass in der gewählten Kanalführung der einlassseitige Fluiddurchgang 15 parallel zum auslassseitigen Fluiddurchgang 14 angeordnet ist.
Wie aus den Abbildungen hervorgeht, lässt sich infolge der reibschlüssig im Ventilgehäuse 1 fixierten Buchse 11 der mit dem Magnetanker 9 fest verbundene Ventilstößel 4 präzise in Richtung auf den Ventilsitz 7 zentrieren, sowie mit Hilfe des Stempels 19 und der Einstellhülse 5 der Restluftspalt 18 abhängig von der Verschiebeposition der Buchse 11 präzise einstellen.
Somit wird anhand dem abgebildeten und den hiermit beschriebenen Einzelheiten ein Elektromagnetventil mit einem am Magnetanker 9 fest verbundenen Ventilstößel 4 geschaffen, dessen Restluftspalt 18 auf einfache und präzise Weise aus Richtung der Magnetankerseite eingestellt wird.
Bezugszeichenliste

1: Ventilgehäuse
2: Federelement
3: Längsschlitz
4: Ventilstößel
5: Einstellhülse
6: Bohrungsstufe
7: Ventilsitz
8: Bund
9: Magnetanker
10: Führungsabschnitt
11: Buchse
12: Blechhülse
13: Blechhülse
14: Fluiddurchgang
15: Fluiddurchgang
16: Filterelement
17: Überstand
18: Restluftspalt
19: Stempel

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 102006052629 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem rohrförmigen, den Magnetfluss leitenden Ventilgehäuse, in dem ein Ventilstößel axial beweglich angeordnet ist, der in einem Ventilsitz einen Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag, sowie mit einem zur elektromagnetischen Betätigung des Ventilstößels in einer Blechhülse aufgenommenen Magnetanker und einem Federelement, das derart angeordnet ist, dass der Ventilstößel in der elektromagnetisch nicht betätigten Grundstellung des Magnetankers in einer vom Ventilsitz abgehobenen Stellung verharrt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilstößel (4) und dem Ventilgehäuse (1) eine mit wenigstens einem Längsschlitz (3) versehene, radial federnde Buchse (11) angeordnet ist, die im Anschluss an eine Bohrungsstufe (6) einen Führungsabschnitt (10) zur Zentrierung des mit dem Magnetanker (9) fest verbundenen Ventilstößels (4) aufweist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Magnetanker (9) zugewandtes Ende der Buchse (11) gegenüber dem Ventilgehäuse (1) einen Überstand (17) aufweist, dessen Durchmesser dem Durchmesser einer zur kraftschlüssigen Fixierung im Ventilgehäuse (1) vorgesehenen Einstellhülse (5) entspricht.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Überstand (17) der Buchse (11) und dem Magnetanker (9) ein durch die Einstellhülse (5) justierbarer Restluftspalt (18) ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Längsschlitz (3) bis zu einem an der Buchse (11) ausgebildeten Bund (8) erstreckt, an dem der Überstand (17) ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechhülse (12) und die Einstellhülse (5) aus einem den Magnetfluss nichtleitenden Material hergestellt sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (11) aus einem dem Magnetfluss leitenden Sinterwerkstoff hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (11) über ihren Umfang verteilt wenigstens zwei Längsschlitze (3) in diametraler Anordnung aufweist, die sich über die unter Kraftschluss mit dem Ventilgehäuse (1) stehende Länge der Buchse (11) bis zum Bund (8) erstrecken.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (11) an ihrem dem Magnetanker (9) zugewandten Endbereich eine Bohrungsstufe (6) aufweist, durch die der Ventilstößel (4) hindurchgeführt ist, wobei das Federelement (2) zwischen der Bohrungsstufe (6) und dem am Ventilstößel (4) befestigten Magnetanker (9) eingespannt ist.
Verfahren zur Justierung eines Elektromagnetventils, bestehend aus einem rohrförmigen, den Magnetfluss leitenden Ventilgehäuse, in dem ein Ventilstößel axial beweglich angeordnet ist, der in einem Ventilsitz einen Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag, sowie mit einem zur elektromagnetischen Betätigung vorgesehenen Magnetanker, sowie mit einem Federelement, durch das der Ventilstößel in der elektromagnetisch nicht betätigten Grundstellung des Magnetankers in einer vom Ventilsitz abgehobenen Stellung verharrt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Einstellschritt mittels eines auf den Magnetanker (9) einwirkenden Stempels (19) der Magnetanker (9) gegen eine im Ventilgehäuse (1) reibschlüssig vormontierte Buchse (11) gepresst wird, bis der am Magnetanker (9) fixierte und sich durch die Buchse (11) erstreckende Ventilstößel (4) am Ventilsitz (7) anschlägt, und dass in einem zweiten Einstellschritt mittels einer über den Stempel (19) gestülpten Einstellhülse (5) die Buchse (11) bis zum Erreichen eines zwischen dem Magnetanker (19) und der Buchse (11) zu kalibrierenden Restluftspalts (18) in Richtung auf den Ventilsitz (7) im Ventilgehäuse (1) verschoben wird.