DE19943532A1

DE19943532A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE19943532A1
Application number: DE19943532A
Authority: DE
Inventors: Diogenes Perez-Cuadro
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-09-11
Publication date: 2000-11-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse (7) eine Druckmittelverbindung steuernden Ventilschließglied (6), das an einem Magnetanker (1) angebracht ist sowie mit einem hydraulischen betätigbaren Ventilkolben (5), der eine Blendenbohrung (4) aufweist, mit einem ersten und einem zweiten Druckmittelanschluß (2, 3) im Ventilgehäuse (7), die beide in der Grundstellung des Ventilkolbens (5) drosselfrei miteinander verbunden sind. In der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung des Magnetankers (1) ist die den Druckmittelstrom zwischen den beiden Druckmittelanschlüssen (2, 3) drosselnde Blendenbohrung (4) im Ventilkolben (5) vom Ventilschließglied (6) verschlossen. Zur drosselfreien Verbindung beider Druckmittelanschlüsse (2, 3) ist ein weiterer, vom Ventilkolben (5) zu verschließender Druckmitteldurchlaß (21) an einem Ventilsitzkörper (13) vorgesehen, der in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung des Magnetankers (1) freigegeben ist. Der Ventilkolben (5) und der Ventilsitzkörper (13) sind als Tiefziehteile ausgeführt und zur Ventileinstellung entgegengesetzt zur Montagerichtung des Magnetankers (1) in das Ventilgehäuse (7) eingefügt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 43 39 305 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil hervorgegangen, das mit einem axial beweglich im Ventilge häuse angeordneten Ventilschließglied versehen ist, welches an einem Magnetanker angebracht ist. Ferner ist im Ventil gehäuse ein hydraulisch betätigbarer, axial beweglicher Ven tilkolben angeordnet. Der Ventilkolben weist eine Blenden bohrung auf, die in Reihe zu einem vom Ventilschließglied zu verschließenden Ventilsitz gelegen ist. Das Ventilgehäuse weist ferner einen ersten und zweiten Druckmittelanschluß auf, die in der Grundstellung des Ventilkolbens drosselfrei und in der elektromagnetischen Ventilschaltstellung über die Blendenbohrung drosselbehaftet miteinander verbunden sind.

Dadurch, daß der Ventilkolben in einer flüssigkeitsdichten Gehäusepassung geführt ist und die hydraulische Druckbeauf schlagungsrichtung zur einwandfreien Funktion des Ventilkol bens zwangsläufig durch die Durchströmungsrichtung des Ven tils festgelegt ist, ergeben sich bauliche als auch funk tionale Einschränkungen, die von Nachteil sein können.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der eingangs genannten Art mit möglichst geringem funktionellen als auch baulichen Aufwand kostengünstig zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetven til der gattungsbildenden Art mit den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung mehrerer Elektromagnetventile hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Elektromagnetventils im Längsschnitt,

Fig. 2 eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Elektromagnetventils nach Fig. 1,

Fig. 3 basierend auf dem Aufbau des Ventilgehäuses nach Fig. 2 eine vereinfachte Maßnahme zur Einstellung des Ventilschließgliedes.

Die Fig. 1 zeigt in erheblich vergrößerter Darstellung ein in einem blockförmigen Gehäuse 19 eingesetztes Elektroma gnetventil, dessen Ventilgehäuse 7 in Patronenbauweise aus geführt ist, das ein stößelförmiges Ventilschließglied 6 aufnimmt, welches unter der Wirkung einer Magnetanker- Rückstellfeder 9 mit seiner Stirnfläche an einem Magnetanker 1 anliegt, der in einer domförmig geschlossenen Ventilhülse 20 geführt ist. Unterhalb der das Ventilgehäuse 7 verschließenden Ventilhülse 20 befindet sich in einer erweiterten Stufenbohrung 11 des Ventilgehäuses 7 ein Ventilkolben 5, der in ihr beweglich geführt ist und der konzentrisch zum Ventilschließglied 6 mit einer Blendenbohrung 4 versehen ist. Am Umfang des Ventilkolbens 5 befindet sich zumindest eine großzügig dimensionierte Längsnut 15, die unabhängig von der Stellung des Ventilschließgliedes 6 eine Druckmittelverbindung zwischen dem unterhalb und dem oberhalb des Ventilkolbens 5 gelegenen Druckmittelraums gewährleistet. Der Ventilkolben 5 ist erfindungsgemäß aus einem hülsenförmigen Tiefziehteil hergestellt, wozu sich besonders ein Feinblech eignet. Hierdurch läßt sich die zuvor bereits erwähnte Längnut 15 besonders einfach durch ein spanloses Umformverfahren präzise an der Mandelfläche des Ventilkolbens 5 einformen. Das hülsenförmige Tiefziehteil weist zur Übernahme einer Ventilfunktion einen trichterförmigen Kolbenboden auf, in dessen Trichterspitze die Blendenbohrung 4 eingebracht ist, die in der Grundstellung des Ventilkolbens 5 vom Ventilschließglied 6 verschlossen ist. Ein abbildungsgemäß unterhalb des Ventilkolbens 5 angeordneter Ventilsitzkörper 13 ist analog zum Ventilkolben 5 als hülsenförmiges Tiefziehteil vorzugsweise aus Feinblech hergestellt und konzentrisch zum Ventilkolben 5 in der Stufenbohrung 11 mittels Preß- und/oder Schweißverbindung befestigt. Beide Tiefziehteile weisen zumindest an ihren die Ventilfunktion bildenden Stirnflächen als Verschleißschutz eine dünne Oberflächenhärtung auf. Der Ventilsitzkörper 13 ist am unteren Endabschnitt zur Fesselung einer Feder 8 stufenförmig verengt und abgekröpft. Die Feder 8 stützt sich mit ihrem von der Abkröpfung entfernten Federende an der konischen Außenfläche des Ventilkolbens 5 ab, so daß dieser in der abbildungsgemäßen, elektromagnetisch nicht erregten Ventil-Grundstellung mit seiner den Ventilsitz 14 bildenden Innenfläche am stößelförmigen Ventilschließglied 6 anliegt.

In dieser Stellung verbleibt zugleich ein großzügig bemessener Druckmitteldurchlaß 21 in Form eines Ringquerschnitts zwischen dem Ventilkolben 5 und dem Ventilsitzkörper 13, so daß über den drosselfreien Druckmitteldurchlaß 21 eine Verbindung zwischen den beiden in das Gehäuse 19 einmündenden Druckmittelanschlüssen 2, 3 gewährleistet ist.

In einer elektromagnetisch erregten Stellung des Magnetan kers 1 ist durch die nach unten gerichtete Hubbewegung des Ventilschließgliedes 6 nicht nur die Blendenbohrung 4 ver schlossen, sondern auch der weitere Druckmitteldurchlaß 21, da das Ventilschließglied 6 den Ventilkolben 5 auf den den Druckmitteldurchlaß 21 begrenzende Ventilsitzkörper 13 im Ventilgehäuse 7 bewegt.

Sobald die elektromagnetische Erregung des Magnetankers 1 durch Abschalten des spulenseitigen Erregerstroms unterbro chen wird, drückt die zwischen dem Ventilgehäuse 7 und dem Magnetanker 1 eingespannte Magnetankerrückstellfeder 9 den Magnetanker 1 in die abbildungsgemäße Grundstellung zurück, während der Ventilkolben 5 durch eine aus Richtung des Druckmittelanschlusses 3 wirksame hydraulische Schließkraft an dem den drosselfreien Druckmitteldurchlaß 21 begrenzenden Ventilsitzkörper 13 druckmitteldicht verharrt. Damit ist abweichend von der Darstellung nach Fig. 1 nunmehr die Blendenbohrung 4 vom Ventilschließglied 6 freigegeben, so daß ein Druckausgleich zwischen dem unterhalb und oberhalb des Ventilkolbens 5 befindlichen Druckmittelvolumens ausschließlich über die Blendenbohrung 4 vom Druckmittelanschluß 3 zum Druckmittelanschluß 2 erfolgt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gelangt somit Druckmittel über den quer zur Ventilachsrichtung in das Ventilgehäuse 7 einmündenden Druckmittelanschluß 3 entlang dem kegelförmigen Kolbenboden am Ventilkolben 5 zur Längsnut 15 und von dort über den Innenraum des Ventilkolbens 5 zur geöffneten Blendenbohrung 4, die das Druckmittel durch den Ventilsitzkörper 13 in den vertikalen Druckmittelanschluß 3 entläßt. Demnach besteht bis zum selbsttätigen Einstellen eines hydraulischen Druckausgleichs am Ventilkolben 5 ein Verschluß des Druckmitteldurchlasses 21 durch den Ventilkolben 5, so daß ausschließlich über die Blendenbohrung 4 eine Verbindung beider Druckmittelanschlüsse 2, 3 erfolgt, da auch durch den zwischen dem Ventilgehäuse 7 und dem Gehäuse 19 anstehenden Druck des Druckmittelanschlusses 3 das kugelförmige Rückschlagventil 10 auf den Ventilsitz in der Bypassbohrung 16 gepreßt ist.

Nach einem hydraulischen Druckausgleich zwischen den Druck mittelanschlüssen 2, 3 über die Blendenbohrung 4 wird auch der drosselfreie Druckmitteldurchlaß 21 unter Wirkung der am Ventilkolben 5 anliegenden Druckfeder 8 freigegeben, indem sich der Ventilkolben 5 vom Ventilsitzkörper 13 abhebt und sich wieder am Ventilschließglied 6 in seiner ursprünglichen Position abstützt, in der die Blendenbohrung 4 verschlossen ist.

Beide Federn 8, 9 wirken somit in jedem Fall entgegen der Magnetankerkraft. Ferner wird deutlich, daß im beschriebenen Anwendungsfall für eine radschlupfgeregelte Bremsanlage bei einer Vollbremsung die Druckfeder 8 derart ausgelegt ist, daß ein unerwünschtes, sogähnliches Zuziehen und damit das unbeabsichtigte Schließen des Druckmitteldurchlasses 21 durch den Ventilkolben 5 verhindert wird. Hingegen muß die Magnetankerrückstellfeder 9 selbst unter fluidischem Hochdruck von etwa 300 bar in der Lage sein, den Magnetanker 1 in der Grundstellung zu positionieren.

Aus der Zeichnung geht hervor, daß der Magnetanker 1, das Ventilgehäuse 7, das Ventilschließglied 6, der Ventilkolben 5, die Magnetankerrückstellfeder 9 und die Druckfeder 8 koa xial zueinander, in weitgehend rotationssymmetrischer Aus führung angeordnet sind. In der Ausführung nach Fig. 1 ist das patronenförmige Ventilgehäuse 7 im Bereich des blockförmigen Aufnahmekörpers (Gehäuse 19) wahlweise zweiteilig (linke Bildhälfte) als auch einteilig (rechte Bildhälfte) dargestellt, um eine möglichst einfache Montage des Ventilkolbens 5, der Druckfeder 8 und des unterhalb des Ventilkolbens 5 befindlichen Ventilsitzkörpers 13 in der Stufenbohrung 11 zu ermöglichen. In der zweiteiligen Ausführung des Ventilgehäuses 7 bildet ein in die Stufenbohrung 11 eingepreßter Rohrkörper 17 das Gehäuseunterteil, so daß das Gehäuseoberteil lediglich aus einem kurzen massiven Flanschteil mit einem daran in Richtung der Ventilhülse 20 angeformten rohrförmigen Magnetkern besteht. Das scheibenförmige Flanschteil weist eine kegelförmige Anfasung 23 auf, die zur Ventilbefestigung durch das verstemmte Material des Gehäuses 19 teilweise überdeckt ist.

Unabhängig davon, ob der Rohrkörper 17 ein ein- oder zweiteiliges Bestandteil des Ventilgehäuses 7 bildet, eignet sich am Besten zum Schutz gegen Verunreinigungen der Gleit- und Dichtflächen am Ventilkolben 5 sowie für die Druckmittelanschlüsse 2, 3 ein auf den Rohrkörper 17 aufgeschobener Topffilter 24, der überdies die Bypassbohrung 16 mit dem darin befindlichen Rückschlagventil 10 aufweist. Ferner ist zur Abdichtung des Elektromagnetventils im Gehäuse 19 am Topffilter 24 ein Dichtungsbund 25 angeformt. Der Topffilter 24 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, in den im Topfboden ein Plattenfilter 18 und im Topfmantel ein Ringfilter 22 eingespritzt ist. Der Bypassbohrung 16 ist zur Aufnahme eines Kugelrückschlagventils seitlich in den Filtertopf eingelassen, das gegen Herausfallen teilweise mit einem Vorsprung überdeckt ist, so daß der Topffilter 24 eine multifunktionale Einheit bildet, die nach dem Einsetzen des Ventilkolbens 5 und des Ventilsitzkörpers 13 von unten in den Rohrkörper 17 auf den Rohrkörper 17 aufgeschoben ist. Dadurch, daß die Einstellung des Restluftspaltes und die Einstellung des Magnetankerhubs nach der Montage vorgenannter Teile durch das Einpressen des Ventilsitzkörpers 13 in den Rohrkörper 17 möglich ist, lassen sich der Magnetanker 1 und der den Magnetanker bildende Abschnitt des Ventilgehäuses 7 besonders kostengünstig als großzügig tolerierte Kaltschlagteile herstellen.

Die parallel zum Druckmitteldurchlaß 21 im Topffilter 24 angeordnete Bypassbohrung 16 stellt in Verbindung mit dem Rückschlagventil 10 bei entsprechender Druckabsenkung im Bereich zwischen dem Ringfilter 22 und der Ventilaufnahmebohrung eine Druckmittelverbindung des Druckmittelanschlusses 3 unter Umgehung der Funktion des Ventilkolbens 5 zum Druckmittelanschluß 2 her.

In vorliegendem Ausführungsbeispiel stehen die Bypassbohrung 16 als auch der Druckmittelanschluß 3 unmittelbar mit einer Druckmittelquelle in Verbindung, die bei Verwendung des Elektromagnetventils für eine radschlupfgeregelte Bremsanlage dem Bremsdruckgeber entspricht. Der Druckmittelanschluß 2 wäre bei vorliegendem Anwendungsfall entsprechend mit einer radschlupfgeregelten Radbremse verbunden, womit das vorgeschlagene Elektromagnetventil die Funktion eines stromlos offengeschalteten, druckmodulierenden Einlaßventils übernimmt, das mittels des baulich als auch funktionell erläuterten Ventilkolbens 5 ein geräuschreduziertes Schaltventil bildet.

In der Fig. 2 wird abweichend zur Darstellung des Elektromagnetventils nach Fig. 1 eine Einspannung eines Bundes am Rohrkörper 17 zwischen einer Bohrungsstufe im blockförmigen Gehäuse 19 und der dem Rohrkörper 17 zugewandten Stirnfläche des Ventilgehäuses 7 vorgeschlagen. Die erforderliche Vorspannkraft kommt sodann durch die Haltekraft der Außenverstemmung im Bereich der Fase 23 zustande. Da der Rohrkörper 17 auf der vom Ventilgehäuse 7 abgewandten Endbereich nach innen abgekröpft ist, ergibt sich ein Rand auf dem der Ventilsitzkörper 13 sicher anliegt. Auf die aus Fig. 1 bekannte Schweißverbindung des tiefgezogenen Ventilsitzkörpers 13 am Rohrkörper 17 kann somit verzichtet werden. Der Ventilkolben 5 ist noch als aufwendiges Drehteil dargestellt und erfindungsgemäß durch ein Tiefziehteil zu ersetzen, wie anschließend aus Fig. 3 hervorgeht.

Das Elektromagnetventil nach Fig. 3 vereinigt die Konstruktionsvorteile der beschriebenen Elektromagnetventile nach den Fig. 1, 2 mit der Besonderheit, daß zur vereinfachten Einstellung des Ventilschließgliedes 6 eine Buchse 26 auf das dem Magnetanker 1 zugewandte stößelförmige Ende am Ventilschließglied 6 aufgepreßt wird, bis der gewünschte Ventilhub in Richtung auf den im Rohrkörper 17 vormontierten Ventilsitzkörper 13 erreicht ist. Folglich wird die Ventilhülse 20 zur Ventilhubeinstellung herangezogen und erst danach mit dem am Rohrkörper 17 angebrachten Ventilgehäuse 7 verschweißt und in das Gehäuse 19 eingesetzt.

Bezugszeichenliste

1

Magnetanker

2

,

3

Druckmittelanschluß

4

Blendenbohrung

5

Ventilkolben

6

Ventilschließglied

7

Ventilgehäuse

8

Druckfeder

9

Magnetankerrückstellfeder

10

Rückschlagventil

11

Stufenbohrung

12

Führungshülse

13

Ventilsitzkörper

14

Ventilsitz

15

Längsnut

16

Bypassbohrung

17

Rohrkörper

18

Plattenfilter

19

Gehäuse

20

Ventilhülse

21

Druckmitteldurchlaß

22

Ringfilter

23

Anfasung

24

Topffilter

25

Dichtungsbund

26

Buchse

Claims

1. Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten und eine Druckmittelver bindung im Ventilgehäuse steuernden Ventilschließglied, das an einem Magnetanker angebracht ist sowie mit einem hydraulisch betätigbaren Ventilkolben, der eine Blendenbohrung aufweist, mit einem ersten und einem zweiten Druckmittelanschluß im Ventilgehäuse, die beide in der Grundstellung des Ventilkolbens drosselfrei miteinander verbunden sind, wobei in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung des Magnetankers die den Druckmittelstrom zwischen den beiden Druckmittelanschlüssen drosselnde Blendenbohrung im Ventilkolben vom Ventilschließglied verschlossen oder freigegeben ist, und wobei zur drosselfreien Verbindung beider Druckmittelanschlüsse ein weiterer, vom Ventilkolben zu verschließender Druckmitteldurchlaß an einem Ventilsitzkörper vorgesehen ist, der in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung des Magnetankers geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (5) und der Ventilsitzkörper (13) als Tiefziehteile ausgebildet sowie von der vom Magnetanker (1) abgewandten Montagerichtung in das Ventilgehäuse (7) eingesetzt sind.

2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ventilgehäuse (7) abschnittsweise als Rohrkörper (17) ausgebildet ist, der den Ventilkolben (5) und den Ventilsitzkörper (13) aufnimmt.

3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rohrkörper (17) ein Topffilter (24) aufgesetzt ist, der einen Bypasskanal (16) mit einem Rückschlagventil (10) aufnimmt.

4. Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Topffilter (24) nach der Einstellung des Magnetanker-Restluftspalts und des Magnetankerhubs auf den Rohrkörper (17) aufgeschoben ist.

5. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der elektromagnetisch erregten Stellung des Magnetankers (1) die Blendenbohrung (4) und der weitere Druckmitteldurchlaß (21) geschlossen sind.

6. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterbrechung der elektromagne tischen Erregung des Magnetankers (1) die Druckmittel verbindung zwischen den beiden Druckmittelanschlüssen (2, 3) über die Blendenbohrung (4) vom Ventilschließ glied (6) freigegeben ist und daß der Ventilkolben (5) unter Wirkung einer hydraulischen Schließkraft an dem drosselfreien Druckmitteldurchlaß (21) druckmitteldicht anliegt.

7. Elektromagnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß nach einem hydraulischen Druckausgleich zwischen den Druckmittelanschlüssen (2, 3) über die Blendenbohrung (4) der Ventilkolben (5) unter Wirkung einer Druckfeder (8) in seiner Grundstellung verharrt, in der der drosselfreie Druckmitteldurchlaß (21) freigegeben ist und in der die Blendenbohrung (4) durch Anlegen des Ventilkolbens (5) am Ventilschließglied (6) verschlossen ist.