DE19533786B4

DE19533786B4 - Magnetventil zur Steuerung von Druckmedien

Info

Publication number: DE19533786B4
Application number: DE1995133786
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl.-Ing. Frank (Fh)
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: JPH09119554A; DE19533786A1; GB9616188D0; GB2305217B; GB2305217A

Abstract

Magnetventil zur Steuerung von Druckmedien mit einem von einem Elektromagneten (1) betätigten Ventilglied (3), das in einem Gehäuse (6, 16) geführt ist, das aus einem ersten mit einer ersten Führungsbohrung (8) für das Vetilglied versehenen Gehäuseteil (6) und einem zweiten mit einer zweiten Führungsbohrung (21) für das Ventilglied versehenen Gehäuseteil (16) besteht, welche Gehäuseteile jeweils einen zylindrischen Außenmantel (10, 18) mit gleich großem Durchmesser aufweisen, die in einer gemeinsamen Innenbohrung (43) eines Teiles (22) des Magnetventils gehalten werden und im ersten Gehäuseteil (6) am Ende der ersten Führungsbohrung (8) ein erster Ventilsitz (36) und im zweiten Gehäuseteil (16) am Ende der zweiten Führungsbohrung (21) ein zweiter Ventilsitz (37) dem ersten Ventilsitz (36) gegenüberliegend ausgebildet sind, an die jeweils eine entsprechende erste Dichtfläche (34) oder zweite Dichtfläche (35) am Ventilglied (3) je nach Stellung desselben in dichte Anlage bringbar ist und stromaufwärts des ersten Ventilsitzes (36) ein Druckmittelzulauf (28) vorgesehen ist, zwischen den Ventilsitzen (36, 37) ein Raum (31) im Gehäuse (6, 15) vorgesehen ist, von dem eine J Verbindungsleitung (29, 30) abführt und stromabwärts des zweiten Ventilsitzes (37) auf dessen dem Raum (31) abgewandten Seite eine Verbindungsleitung (41) zu einem Entlastungsraum besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (3) einstückig ausgebildet ist mit einem mittleren Bund (33) an dem die erste und die zweite Dichtfläche (34, 35) auf einander abgewandten Seiten angeordnet sind und auf dem zylindrischen Außenmantel (10, 18) der beiden Gehäuseteile (6, 16) als die die gemeinsame Innenbohrung (43) aufweisendes Teil (22) des Magnetventils eine Zentrierhülse (22) sitzt und die beiden Gehäuseteile (6, 16) durch axiale Spannkräfte in dichter Anlage aneinander im Ventilgehäuse (12) gehalten sind.

Description

Die Erfindung geht von einem Magnetventil nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einem solchen durch die DE 22 17 655 A bekannten 3/2-Magnetventil ist das Ventilglied zweiteilig ausgeführt. Dazu ist erforderlich, daß auf seiner einen Endseite eine Druckfeder vorgesehen ist, die mit Sicherheit die beiden Ventilgliedteile in Anlage aneinanderhält. Dies wird noch zusätzlich durch eine bestimmte und sehr aufwendige Führung von Druckausgleichsbohrungen unterstützt. Der Aufbau dieses bekannten Ventils ist schon aufgrund seiner Zweiteiligkeit grundsätzlich sehr aufwendig.

Mit dem erfindungsgemäßen Magnetventil wird erreicht, daß das Ventilglied einstückig ausgeführt werden kann und deshalb besonders vorteilhaft zu fertigen ist. Dabei ist gewährleistet, daß die Führungsbohrung, die Ventilsitze, die Achse des Ventilgliedes und seine Dichtflächen mit hoher Genauigkeit koaxial zueinander angeordnet werden können und somit ein hohes Maß an Funktionsfähigkeit bei einfachem Aufbau des Magnetventils erreicht wird. Durch die Anordnung der Zentrierhülse am Außenumfang des ersten Gehäuseteils und des zweiten Gehäuseteils wird insbesondere diese Koaxialität gewährleistet. Dabei können bei den einzelnen Gehäuseteilen in vorteilhafter Weise in einer einzigen Einspannung in einer Werkzeugmaschine der Außenumfang geschliffen und zugleich die Führungsbohrung in der endgültigen Toleranz hergestellt werden. Im Zusammenbau mit der Zentrierhülse ergibt sich sodann eine äußerst genaue Übereinstimmung aller Achsen der beteiligten Elemente, die Dichtfunktionen haben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Magnetventil, 2 einen Schnitt durch den Zentrierring und 3 eine Teilansicht in vergrößerter Darstellung des Zentrierringes.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das in der 1 dargestellte Magnetventil im Längsschnitt weist in bekannter Weise einem Elektromagneten 1 mit einem Anker 2 auf, der mit einem Ventilglied 3 fest verbunden ist und bei Erregung des Elektromagneten dieses entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 4 bezogen auf die Ansicht der Zeichnung nach oben bewegt.
Das Ventilglied 3 ist in einer ersten Führungsbohrung 8 geführt, die koaxial zur Achse eines ersten Gehäuseteils 6 mit kreisförmigem Querschnitt angeordneten ist. Das erste Gehäuseteil weist dabei eine gestufte Form auf mit einem ersten, dem Anker 2 zugewandten Kreiszylinder 9 von kleinerem Durchmesser und einem zweiten, dem Anker abgewandten Kreiszylinder 10 mit größerem Durchmesser. An der am Übergang der Kreiszylinder sich bildenden Schulter ist das Gehäuseteil an einer entsprechend ausgebildeten Schulter 11 des Ventilgehäuses 12 axial festgelegt. Auf der Stirnseite 14 des im Durchmesser größeren Kreiszylinders 10 des ersten Gehäuseteils liegt eine Stirnseite 15 eines zweiten Gehäuseteils 16 dicht an. Auch dieses zweite Gehäuseteil hat eine kreiszylindrische Form mit einem ersten Kreiszylinderteil 18 von kleinerem Durchmesser und einem zweiten Kreiszylinderteil 19 von größerem Durchmesser. Dabei hat der erste Kreiszylinderteil 18 denselben Durchmesser wie der zweite Kreiszylinder 10 des ersten Gehäuseteils 6. Das zweite Gehäuseteil weist ferner eine koaxiale Sackbohrung 21 als zweite Führungsbohrung 21 für das Ventilglied 3 auf. Diese Sackbohrung ist hochgenau koaxial zur ersten Führungsbohrung 8.
Der zweite Gehäuseteil wird mittels einer Zentrierhülse 22 mit dem ersten Gehäuseteil verbunden, wobei die Zentrierhülse 22 zum einen Teil auf dem Außenmantel des ersten Kreiszylinderteil 18 und zum anderen Teil auf dem Außenmantel des zweiten Kreiszylinder 10 des ersten Gehäuseteils aufgepreßt ist. Da beide Kreiszylinder denselben Außendurchmesser haben, der hochgenau bearbeitet wurde und hochgenau seinen Mittelpunkt in der Achse der ersten Führungsbohrung 8 bzw. der zweiten Führungsbohrung 21 liegt, ist eine exakte Zuordnung der Bohrungen in den beiden Gehäuseteile 6 und 8 gewährleistet.
Das zweite Gehäuseteil 16 liegt mit seiner ebenen Stirnseite des zweiten Kreiszylinderteils 19 an einer entsprechend ebenen Stirnseite eines weiteren Gehäuseteils 23 an, auf das zur festen Verspannung der ersten und zweiten Gehäuseteile 6 und 16 das Ventilgehäuse 12 aufgeschraubt ist. Damit werden die Gehäuseteile in der axialen Hintereinanderfolge exakt festgelegt unter dichtem stirnseitigem Verschluß.
In dem weiteren Gehäuseteil ist eine Ventilnadel 25 eines Einspritzventils angeordnet, von der nur der obere Steuerkolben 26 gezeigt ist. Dieser schließt mit seiner Stirnseite einen Druckraum 27 ein, der entsprechend der Ansteuerung des Magnetventils mit Hochdruck beaufschlagt wird oder entlastet wird. Dementsprechend wird die Ventilnadel 25 in eine Offenstellung oder eine Schließstellung gebracht.
Dazu ist der Druckraum 27 über eine achsparallele Druckleitung 29 im zweiten Gehäuseteil 16 und eine Teilleitung 30 im ersten Gehäuseteil 6 mit einem Raum 31 verbunden, der durch eine von der Stirnseite 14 des ersten Gehäuseteils 6 ausgehende Sackbohrung einerseits und die Stirnseite 15 des zweiten Gehäuseteils 16 eingeschlossen wird. Der Raum 31 liegt dabei ebenfalls koaxial zu den Führungsbohrungen 8 und 21 und nimmt einen im Durchmesser gegenüber dem Durchmesser der Führungsbohrungen 8 und 21 vergrößerten Teil des Ventilglieds in Form eines Bundes 33 auf. An diesem ist auf seiner dem Anker 2 zugewandten Seite eine erste Dichtfläche 34 und auf seiner gegenüberliegenden Seite eine zweite Dichtfläche 35 angeordnet, welche erste Dichtfläche mit einem ersten Ventilsitz 36 zusammenarbeitet, der am Austritt der Führungsbohrung 8 aus dem ersten Gehäuseteil 6 in den Raum 31 gebildet ist. Die zweite Dichtfläche 35 wirkt mit einem zweiten Ventilsitz 37 zusammen, der am Austritt der zweiten Führungsbohrung 21 an der Stirnseite 15 des zweiten Gehäuseteils gebildet wird. Zum Anker 2 hin anschließend an den Bund 33 ist der Durchmesser des Ventilglieds reduziert, so daß sich ein ringförmiger Raum bildet, über den Druckmedium, das über eine in die erste Führungsbohrung 8 einmündende Druckleitung 28 zum Ventilsitz 36 fließen kann. Bei nach unten bewegtem, am zweiten Ventilsitz anliegendem Ventilglied fließt somit Druckmittel in den Raum 31 und von diesem aus weiter über die Teilleitung 30 und die Druckleitung 29 in den Druckraum 27.
An seinem dem Anker 2 abgewandten Ende geht der Bund 33 in einen Ventilgliedteil mit reduziertem Durchmesser über, dem sich dann ein Führungskolben 39 anschließt. Über diesem besteht eine Verbindung 42 zum von der Stirnseite 40 des Führungskolbens in der Sackbohrung 21 eingeschlossenen Raum, der wiederum über eine Entlastungsleitung 41 entlastet ist. Wird also das Ventilglied 3 vom Anker 2 nach oben bewegt, kann der Druckraum 27 über den Raum 31, die Sackbohrung 21 und die Entlastungsleitung 41 entlastet werden. In diesem Fall kann die Ventilnadel 25 in Offenstellung gelangen. Wenn als Druckmedium auf Einspritzdruck gebrachter Kraftstoff verwendet wird, wird dann die Druckleitung 28 auch von dieser Kraftstoffhochdruckquelle mit Druck versorgt werden, der über die von der Druckleitung 28 weitergeführte Leitung 45 einem nicht weiter gezeigten, an die Ventilnadel 26 angrenzenden Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils zugeführt wird.
Aufgrund der gegebenen Form der Gehäuseteile 6 und 16 läßt sich eine sehr hochgenaue Koaxialität des Außenmantels des zweiten Kreiszylinders 10 zur ersten Führungsbohrung 8 und des Außenmantels des ersten Kreiszylinderteils 18 zur Achse der zweiten Führungsbohrung 21 herstellen. Dabei werden die Führungsbohrungen und die Außenmäntel dieser beiden Gehäuseteile, in einer einzigen Aufspannung an einer Bearbeitungmaschine hergestellt, so daß keinerlei Maschinentoleranzen die exakte Koaxialität beeinflussen. Mit Hilfe des Zentrierrings 22 wird diese Koaxialität danach bei der Endmontage festgelegt. Dabei kann der Zentrierring an seinen Einführenden seiner Innenbohrung 43 (2) wie die Einzeldarstellung in 3 zeigt, gerundet sein mit einem nachfolgenden Einführkonus 44. Der Ring kann insbesondere nach Vorerwärmung mit einer hohen Preßpassung auf die Gehäuseteile aufgebracht werden.

Claims

Magnetventil zur Steuerung von Druckmedien mit einem von einem Elektromagneten (1) betätigten Ventilglied (3), das in einem Gehäuse (6, 16) geführt ist, das aus einem ersten mit einer ersten Führungsbohrung (8) für das Vetilglied versehenen Gehäuseteil (6) und einem zweiten mit einer zweiten Führungsbohrung (21) für das Ventilglied versehenen Gehäuseteil (16) besteht, welche Gehäuseteile jeweils einen zylindrischen Außenmantel (10, 18) mit gleich großem Durchmesser aufweisen, die in einer gemeinsamen Innenbohrung (43) eines Teiles (22) des Magnetventils gehalten werden und im ersten Gehäuseteil (6) am Ende der ersten Führungsbohrung (8) ein erster Ventilsitz (36) und im zweiten Gehäuseteil (16) am Ende der zweiten Führungsbohrung (21) ein zweiter Ventilsitz (37) dem ersten Ventilsitz (36) gegenüberliegend ausgebildet sind, an die jeweils eine entsprechende erste Dichtfläche (34) oder zweite Dichtfläche (35) am Ventilglied (3) je nach Stellung desselben in dichte Anlage bringbar ist und stromaufwärts des ersten Ventilsitzes (36) ein Druckmittelzulauf (28) vorgesehen ist, zwischen den Ventilsitzen (36, 37) ein Raum (31) im Gehäuse (6, 15) vorgesehen ist, von dem eine J Verbindungsleitung (29, 30) abführt und stromabwärts des zweiten Ventilsitzes (37) auf dessen dem Raum (31) abgewandten Seite eine Verbindungsleitung (41) zu einem Entlastungsraum besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (3) einstückig ausgebildet ist mit einem mittleren Bund (33) an dem die erste und die zweite Dichtfläche (34, 35) auf einander abgewandten Seiten angeordnet sind und auf dem zylindrischen Außenmantel (10, 18) der beiden Gehäuseteile (6, 16) als die die gemeinsame Innenbohrung (43) aufweisendes Teil (22) des Magnetventils eine Zentrierhülse (22) sitzt und die beiden Gehäuseteile (6, 16) durch axiale Spannkräfte in dichter Anlage aneinander im Ventilgehäuse (12) gehalten sind.
Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (22) im Durchmesser so bemessen ist, daß seine Anbringung in Form eines Preßsitzes auf den Flächen der Außenmäntel der Gehäuseteile (6, 16) erfolgt.
Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (22) an den Enden ihrer Innenbohrung (43) gerundet ausgeführt ist.
Magnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundung mit einer Einführschräge (44) kombiniert ist.