DE19921875A1 - Elektromagnetisch betätigtes Ventil - Google Patents
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Abstract
Ein Ventil (10) weist eine magnetisch wirksame Elemente, wie Anker (21) und Magnetkern (24) eines fluidführenden Teils (11) des Ventils (10) enthaltende Hülse (13) aus nicht magnetisierbarem Metall auf, an deren Boden (14) ein Ventilsitz (16) für den Angriff eines ankerbetätigten Schließgliedes (22) ausgebildet ist. Außerdem besitzt das Ventil einen eine Spule (40) beinhaltenden elektrischen Teil (12), der auf den fluidführenden Teil (11) aufgesteckt ist und mit einer magnetflußleitenden Jochscheibe (42) die Hülse (13) umschließt. Zur Verringerung des magnetischen Widerstandes des Magnetkreises des Ventils (10) ist die Wandstärke der Hülse (13) im von der Jochscheibe (42) umschlossenen Bereich vermindert und die Wandstärkenminderung durch ein zwischen der Hülse (13) und der Jochscheibe (42) einliegenden Werkstück (43) aus magnetischem Werkstoff ausgeglichen. DOLLAR A Das elektromagnetisch betätigte Ventil (10) ist in schlupfgeregelten hydraulischen Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen verwendbar.
Description
Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch
betätigten Ventil nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
Es ist schon ein solches Ventil für die Verwendung in
schlupfgeregelten hydraulischen Bremsanlagen von
Kraftfahrzeugen bekannt (DE 40 30 963 A1). Die beim
bekannten Ventil verwendete Hülse besteht aus homogenem,
nicht magnetisierbarem Stahl und beeinträchtigt die
Magnetflußleitung zwischen dem innerhalb der Hülse
längsgeführten Anker und der die Hülse umschließenden
Jochscheibe. Aus Festigkeitsgründen sowie aus Gründen det
Formsteifheit insbesondere des Bodens der Hülse (die Hülse
ist Drücken von weit über 100 bar ausgesetzt) ist deren
Wandstärke nicht beliebig verminderbar, um den Magnetkreis
des Ventils widerstandsarm auszubilden.
Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß unter
Berücksichtigung ausreichender Festigkeit der Hülse deren
magnetischer Widerstand im flußleitenden Bereich zwischen
dem Anker und der Jochscheibe verringert ist, im übrigen
aber die Hülse mit einer Wandstärke ausgebildet ist, welche
ihre Formsteifheit sicherstellt. Dies ist insbesondere im
Bereich des Bodens der Hülse wichtig, weil dort der
Ventilsitz ausgeformt ist. Druckabhängige Schwankungen des
Ventilhubs werden somit vermieden. Aufgrund des verminderten
Widerstands des Magnetkreises kann im Vergleich zum
bekannten Entwicklungsstand die Baugröße des elektrischen
Teils des Ventils verkleinert werden. Außerdem ist es aus
Fertigungsgründen vorteilhaft, die Wandstärkenminderung der
Hülse auf den Bereich der Jochscheibe zu beschränken, im
übrigen aber die Hülse nicht zu schwächen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Patentanspruch 1 beschriebenen Ventils gegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung zäher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen
Längsschnitt eines elektromagnetisch betätigten Ventils mit
einer wandstärkengeminderten Hülse und Fig. 2 einen Schnitt
entlang der Linie II-II in Fig. 1 durch die im
wandstärkengeminderten Bereich von einer Buchse umgriffene
Hülse.
Ein in Fig. 1 der Zeichnung dargestelltes elektromagnetisch
betätigtes Ventil 10 besteht im wesentlichen aus zwei
Baugruppen, nämlich einem fluidführenden Teil 11 und einem
elektrischen Teil 12. Der fluidführende Teil 11 weist eine
dünnwandige Hülse 13 aus einem nicht magnetisierbaren
Metall, wie nichtrostender Edelstahl, auf. Die Hülse 13 hat
einen Boden 14 mit einem mittigen Durchlaß 15, an dem
hülseninnenseitig ein Ventilsitz 16 eines Sitzventils 17
ausgebildet ist. Im Bereich des Sitzventils 17 ist die Hülse
13 umfangsseitig mit einem Durchbruch 18 versehen.
In der Hülse 13 ist ein längsbewegbarer Anker 21 geführt, an
dem bodenseitig ein kugelförmiges Schließglied 22 befestigt
ist, welches mit dem Ventilsitz 16 des Sitzventils 17
zusammenwirkt. Der Anker 21 ist mit einer vorgespannten
Rückstellfeder 23 an einem bodenabgewandt in die Hülse 13
eingeführten Magnetkern 24 abgestützt. Am mündungsseitigen
Endabschnitt der Hülse 13 ist diese mit dem Magnetkern 24
durch eine umlaufende Schweißnaht 25 flüssigkeitsdicht
verschweißt. Die Schweißnaht 25 liegt in einem Bereich der
Hülse 13, in dem deren Wandstärke spanend oder spanlos
vermindert ist. Die außenumfangsseitig der Hülse 13
vorgenommene Wandstärkenminderung stellt sicher, daß die
Schweißnaht 25 nicht über den Außendurchmesser der Hülse
hinaus aufträgt.
Die Hülse 13 ist an ihrem bodenseitigen Abschnitt
außenumfangsseitig mit einem ringförmigen
Befestigungsflansch 28 versehen. Dieser weist winkelförmigen
Querschnitt auf und erstreckt sich mit einem Schenkel 29
entlang dem Außenumfang der Hülse 13. Der Schenkel 29 des
Befestigungsflansches 28 ist durch eine Schweiß- oder.
Lötnaht 30 mit der Hülse 13 verbunden. Der andere Schenkel
31 des Befestigungsflanschs 28 erstreckt sich in einer
Radialebene zu der Hülse 13 und ist auf einem Absatz 32
einer abgestuften Aufnahmebohrung 33 eines Ventilblocks 34
abgestützt, in welcher der fluidführende Teil 11 mit dem
bodenseitigen Abschnitt der Hülse 13 aufgenommen ist. Der
Schenkel 31 des Befestigungsflanschs 28 ist mit vom
Mündungsrand der Aufnahmebohrung 33 verdrängtem Werkstoff
des Ventilblocks 34 flüssigkeitsdicht übergriffen. Ein
bodenseitig in der Aufnahmebohrung 33 aufgenommenes Formteil
35 dient der Führung und Filterung von Fluid, welches dem
Ventil 10 durch Kanäle 36 und 37 des Ventilblocks 34 zu- und
abführbar ist.
Der elektrische Teil 12 des Ventils ist auf den aus dem
Ventilblock 34 aufragenden Abschnitt des fluidführenden
Teils 11 aufgesteckt. Der elektrische Teil 12 weist eine
Spule 40 auf, welche die Hülse 13 des fluidführenden Teils
11 passend umgreift. Die Spule 40 ist von einer Jochhülse 41
umschlossen, welche stirnseitig zum Magnetkern 24 geführt
ist und diesen an seinem aus der Hülse 13 herausragenden
Abschnitt umgreift. Gegen den Ventilblock 34 ist die Spule
40 durch eine in die Jochhülse 41 eingepreßte Jochscheibe 42
verschlossen. Wie man aus Fig. 1 der Zeichnung deutlich
erkennt, ist die Wandstärke der Hülse 13 im von der
Jochscheibe 42 umschlossenen Bereich deutlich vermindert.
Die Wandstärkenminderung ist axial breiter als die Dicke der
Jochscheibe 42. Die Wandetärkenminderung der Hülse 13 ist
außenumfangsseitig durch ein spanloses
Bearbeitungsverfahren, wie Rollieren, oder ein spanendes
Bearbeitungsverfahren, wie Schleifen, erzeugt. Die
Wandstärkenminderung der Hülse 13 ist durch ein zwischen
dieser und der kreisringförmigen Jochscheibe 42 einliegendes
Werkstück aus magnetischem Werkstoff in Form einer die Hülse
umgreifenden Buchse 43 ausgeglichen. Vorteilhafterweise
besteht die Buchse 43 aus einem Stahlblechstreifen, der zu
der in Fig. 2 dargestellten Kreisringform gerollt ist und
dessen Endabschnitte unverbunden sind. Dadurch ist die
Buchse 43 elastisch aufweitbar und kann vor der Montage des
elektrischen Teils 12 des Ventils 10 auf die Hülse 13
aufgeschoben und in die Wandstärkenminderung der Hülse
gefügt werden, welche die Form einer außen umlaufenden Nut
44 hat, in welche die Buchse 43 mit Vorspannung passend
eingreift. Da die Buchse 43 breiter als die Jochscheibe 42
ist, übergreift sie diese bei montiertem elektrischen Teil
12. Die Buchse 43 gleicht wenigstens die
Wandstärkenminderung der Hülse 13 aus, damit die Jochscheibe
42 zwangfrei über den spulenseitigen Abschnitt der Hülse 13
geschoben werden kann.
Durch Bestromung der Spule 40 ist das Sitzventil 17 in die
Offenstellung überführbar. Bei stromdurchflossener Spule 40
verläuft der Magnetkreis des Ventils 10 durch die aus
magnetischem Werkstoff bestehenden Bauteile Jochhülse 41,
Magnetkern 24, Anker 21, Buchse 43, Jochscheibe 42 sowie
durch den Luftspalt zwischen Magnetkern und Anker und den
wandstärkengeminderten Bereich der aus nicht
magnetisierbarem Metall bestehenden Hülse 13.
Erfindungsgemäß ist durch die Wandstärkenminderung der Hülse
13 der dort auftretende Teilwiderstand des magnetischen
Kreises relativ gering. Da der bodenseitige Abschnitt der
Hülse 13 und insbesondere der Boden 14 selbst in der
Wandstärke ungemindert ist, weist diese im genannten Bereich
eine hohe Formsteifheit auf.
Abweichend vom Ausführungsbeispiel kann es bei einer sehr
starken Wandstärkenminderung der Hülse 13 erforderlich sein,
die Büchse 43 aus Federstahlblech zu fertigen, damit diese
bei der Montage entsprechend stark aufgeweitet werden kann
und beim Erreichen der Nut 44 sich in diese spaltfrei zur
Hülse 13 schmiegt.
Außerdem ist es möglich, die Hülse 13 im gesamten aus dem
Ventilblock 14 herausragenden Abschnitt, also bis zur
magnetkernseitigen Stirnseite in der Wandstärke zu mindern.
Da die Schweißnaht 25 zu einem Materialauftrag über den
Außendurchmesser der Hülse 13 hinaus führt, ist es auch bei
einer derartigen Ausgestaltung vorteilhaft, im Bereich der
Jochscheibe 42 eine Buchse 43 aus magnetischem Werkstoff auf
die Hülse 13 aufzuziehen. Hierdurch kann der
Innendurchmesser der Jochscheibe 42 auf ein Maß vergrößert
werden, welches ein durch die Schweißnaht 25 unbehindertes
Aufstecken des elektrischen Teils 12 auf den fluidführenden
Teil 11 des Ventils 10 ermöglicht.
Claims (5)
1. Elektromagnetisch betätigtes Ventil (10), insbesondere
für schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlagen von
Kraftfahrzeugen, mit einer magnetisch wirksame Elemente, wie
Anker (21) und Magnetkern (24), eines fluidführenden Teils
(11) des Ventils (10) enthaltenden Hülse (13) aus nicht
magnetisierbarem Metall, an deren Boden (14) ein Ventilsitz
(16) für den Angriff eines ankerbetätigten Schließgliedes
(22) ausgebildet ist, und mit einem eine Spule (40)
aufweisenden elektrischen Teil (12) des Ventils (10), der
auf den fluidführenden Teil (11) aufgesteckt ist und mit
einer magnetflußleitenden Jochscheibe (42) die Hülse (13)
umschließt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandstärke der Hülse (13) im von der Jochscheibe
(42) umschlossenen Bereich vermindert und die
Wandstärkenminderung durch ein zwischen der Hülse (13) und
der Jochscheibe (42) einliegendes Werkstück (43) aus
magnetischem Werkstoff ausgeglichen ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Werkstück eine die Hülse (13) umgreifende Buchse (43) aus
Stahl ist.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Buchse (43) aus einem Blechstreifen geformt ist, dessen
Endabschnitte unverbunden sind.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wandstärkenminderung der Hülse (13) in Form einer außen
umlaufenden Nut (44) ausgebildet ist, in welche die Buchse
(43) mit Vorspannung eingreift.
5. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Buchse (43) breiter als die Jochscheibe (42) ist und diese
beidseitig überragt.
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