DE19951043A1

DE19951043A1 - Elektromagnetisches Kolbenventil

Info

Publication number: DE19951043A1
Application number: DE19951043A
Authority: DE
Inventors: Madoka Inami
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2019-10-23
Also published as: DE19951043C2; US6179005B1; JP2000130629A

Abstract

Es wird ein elektromagnetisches Kolbenventil zur Herstellung des elektromagnetischen Kolbenventils mit geringeren Herstellungskosten angegeben, bei dem ein Kolben (22) und ein Kern (36) eines linearen Solenoiden (30) koaxial ausgerichtet sind. Der lineare Solenoide (30), der aus einem aus Harz hergestellten Spulenkörper (32), um den eine Spule (33) gewickelt ist, und einem Kern (36) aufgebaut ist, der in dem aus Harz hergestellten Spulenkörper (32) in beweglicher Weise eingepasst ist, weist ein hinteres Joch (35) auf. Der lineare Solenoid (30) weist außerdem ein vorderes Joch (34) auf, der in dem aus Harz hergestellten Spulenkörper (32) derart angeordnet ist, dass er sowohl mit dem hinteren Joch (35) als auch mit einem Verbindungsende des Ventilkörpers (21) koaxial ausgerichtet ist. Das vordere Joch (34), das hintere Joch (35) und der aus Harz hergestellte Spulenkörper (32) sind durch Einsatzformen in einem einstückigen Aufbau aufgebaut. Zwischen dem vorderen Joch (34) und dem Ventilkörper (21) ist ein Ausrichtungserleichterungsabschnitt (A) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein (nachstehend als elektromagne tisches Kolbenventil bezeichnetes) elektromagnetisches Ventil der Kolbenventilbauart, das für eine Strömungs steuerung oder eine Drucksteuerung verwendet wird.

Ein herkömmliches elektromagnetisches Ventil einer derar tigen Bauart weist im allgemeinen einen Ventilkörper mit einem Einlassanschluss, einem Auslassanschluss und einem Abflussanschluss auf. Ein Kolben ist in dem Ventilkörper in gleitfähiger Weise eingepasst und wird derart betrie ben, dass der Kolben im ausgeglichenen Zustand ist, indem auf diese eine Ausgangskraft eines Linearsolenoiden und entweder die Drängkraft einer Feder, ein hydraulischer Druck an dem Ausgangsanschluss oder der Summe des hydrau lischen Drucks an dem Ausgangsanschluss und der Dräng kraft der Feder einwirkt. Ein derartiger Aufbau ist bei spielsweise in der ohne Prüfung 1995 veröffentlichten ja panischen Offenlegungsschrift Nr. Hei. 7-301 346 offen bart.

In dem vorstehend beschriebenen Aufbau sind zum Erhalt der ausgelegten Leistungsfähigkeit des Ventils gleichför mige Bewegungen des Kolbens und eines Kerns (Solenoidkolben, beweglicher Kern (plunger)), von dem die Ausgangskraft des Linearsolenoiden abgeleitet wird, wich tige Faktoren, die durch eine koaxiale Ausrichtung des Kolbens und des Kerns erreicht werden. Zur Verwirklichung einer derartigen koaxialen Ausrichtung ist in dem her kömmlichen elektromagnetischen Ventil ein Ausrichtungs- Eingriffabschnitt zwischen dem Gehäuse des Linearsolenoi den und dem Ventilkörper vorgesehen.

Jedoch ist bei dieser Konfiguration eine höhere Abmes sungsgenauigkeit sowohl für das Gehäuse als auch zugehö rige Teile oder Elemente erforderlich, durch die der Kern mit dem Gehäuse ausgerichtet wird. Dies führt dazu, dass eine Verringerung der Herstellungskosten des herkömmli chen elektromagnetischen Ventils schwierig ist.

Zusätzlich ist zur Vermeidung eines direkten Eingriffs des Kerns mit einem Joch, wenn elektrischer Strom durch eine Spule des Linearsolenoiden fließt, zwischen dem Kern und dem Joch ein Stoppteil vorgesehen, das aus nicht- magnetischen Material ausgebildet ist, und das ebenfalls die Verringerung der Herstellungskosten des herkömmlichen Ventils erschwert.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Ventil der Kolbenventilbauart bzw. elektromagnetisches Kolbenventil bereitzustellen, bei dem die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht auftreten. Dabei soll ein elektromagnetisches Kolbenventil mit ge ringeren Kosten bereitgestellt werden, wobei ein Kolben und ein Kern koaxial ausgerichtet sind.

Diese Aufgabe wird durch ein elektromagnetisches Kolben ventil gelöst, mit einem darin ausgebildeten Ventilkörper mit einer Bohrung, einem Einlassanschluss, einem Auslass anschluss und einem Ablassanschluss, wobei der Einlassan schluss, der Auslassanschluss und der Ablassanschluss mit der Bohrung in Fluidkommunikation stehen, einem in der Bohrung in gleitfähiger Weise eingepassten Kolben, der sich durch eine Ausgangskraft eines Linearsolenoiden und einer Drängkraft einer Feder im ausgeglichenen Zustand befindet, wobei der Kolben für eine umgekehrt proportio nale Steuerung einer Öffnungsfläche eines Durchflusses, die von dem Einlassanschluss zu dem Auslassanschluss ver läuft, in bezug auf einen Durchfluss bewegt wird, der von dem Auslassanschluss zu dem Ablassanschluss verläuft, wo bei der Linearsolenoid, der durch einen aus Harz herge stellten Spulenkörper, um den eine Spule gewickelt ist, und einem Kern aufgebaut ist, der in dem aus Harz herge stellten Spulenkörper in beweglicher Weise eingepasst ist, ein hinteres Joch aufweist, der Linearsolenoid ein vorderes Joch aufweist, das in dem aus Harz hergestellten Spulenkörper derart angeordnet ist, dass es sowohl mit dem hinteren Joch als auch einem Verbindungsende des Ven tilkörpers koaxial ausgerichtet ist, das vordere Joch, das hintere Joch und der aus Harz hergestellten Spulen körper durch Einsatzformen als eine einstückige Struktur aufgebaut sind, und ein Ausrichtungserleichtuerungs abschnitt zwischen dem vorderen Joch und dem Ventilkör per vorgesehen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch 2 angegeben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht eines elektromagnetischen Ventils der Kolbenventilbauart gemäß einem Ausführungs beispiel und

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines wichtigen Ab schnitts des in Fig. 1 gezeigten elektromagnetischen Ven tils der Kolbenventilbauart.

Unter bezug auf Fig. 1 und 2 ist schematisches ein elekt romagnetisches Ventil der Kolbenventilbauart (elektromagnetisches Kolbenventil) 10 veranschaulicht, das für Druck verwendet wird. Das nachstehend einfach als Ventil bezeichnete elektromagnetische Ventil der Kolben ventilbauart 10 weist einen Kolbenventilbereich 20 und einen Linearsolenoidenbereich 30 auf.

Der Kolbenventilbereich 20 weist einen darin ausgebilde ten Ventilkörper 21 mit einer Bohrung, einen in der Boh rung des Ventilkörpers in gleitfähiger Weise eingepassten Kolben 22 und eine den Kolben 22 zu dem Linearsolenoiden bereich 30 hin drängende oder vorspannende Feder 23 auf. Der Ventilkörper 21 weist einen Einlassanschluss 21a, dem ein Fluid oder eine Flüssigkeit unter Druck aus einer (nicht gezeigten) hydraulischen Quelle zugeführt wird, eine Auslassanschluss 21b, der sich mit einem (nicht ge zeigten) hydraulischen Betätigungsglied in Fluidkommuni kation befindet, einem Ablassanschluss 21c, der sich mit einem (nicht gezeigten) Reservoir in Fluidkommunikation befindet, und einen Kommunikationsanschluss 21d, der sich ebenfalls mit dem Reservoir in Fluidkommunikation befin det. Der Kolben 22 ist mit einem Paar axial beabstandeten Stegen 22a und 22b mit einem großen Radius, einem Steg 22c mit einem kleineren Radius und einem Durchgang 22d ausgebildet, der durch den Steg 22b führt, damit eine kontinuierliche Fluidkommunikation zwischen dem Auslass anschluss 21b und einer zwischen den Stegen 22b und 22c abgegrenzten hydraulischen Druckkammer eingerichtet wird. Der Linearsolenoidenbereich 30 weist ein aus magnetischem Material gebildetes Gehäuse 31, einen aus nichtmagneti schen Material wie Harz geformten Spulenkörper 32, einer um den aus Harz hergestellten Spulenkörper 32 gewickelte Spule 33, ein vorderes Joch 34, das aus magnetischem Ma terial geformt ist und in dem Spulenkörper 32 angeordnet ist, ein hinteres Joch 35, das aus einem magnetischem Ma terial ausgebildet ist und in dem Spulenkörper 32 ange ordnet ist, einen aus einem magnetischen Material gebil deten und gleitfähig in dem hinteren Joch 35 gepassten Kern 36, einen aus einem nichtmagnetischen Material ge bildeten Stopper 37 und ein außerhalb des Gehäuses 31 vorgesehenes Anschlußstück (Verbindungseinrichtung) 38 auf.

Der Spulenkörper 32, das vordere Joch 34 und das hintere Joch 35 werden mittels eines Einsatzformungsverfahren derart in einen einstückigen Aufbau ausgebildet, dass während des Formungsvorgangs das vordere Joch 34 und das hintere Joch 35 in eine koaxiale Ausrichtung gebracht werden. Der Spulenkörper 32 ist mit einem integrierten Stopper 32a versehen, der nach innen in radialer Richtung vorspringt und in einer zwischen gegenüberliegenden Enden der Joche 34 und 35 gebildeten Lücke endet. Der Stopper 32a des Spulenkörpers 32 dient zur Unterbrechung einer magnetischen Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Enden der jeweiligen Joche 34 und 35 und definiert eine Begrenzungsposition des Kerns 36 derart, dass ein Ein griff des Kerns mit dem vorderen Joch 34 verhindert wird, wenn der Kern 36 zu dem vorderen Joch 34 durch eine mag netische Anziehungskraft bewegt wird, die aus einer Erre gung der Spule 33 folgt.

Ein Ausrichtungserleichterungsabschnitt A ist zwischen dem vorderen Joch 34 und dem Ventilkörper 21 zur Einrich tung einer koaxialen Ausrichtung zwischen dem Kolben 22 und dem Kern 36 nach der koaxialen Ausrichtung des Kerns 22, des vorderen Jochs 34 und des hinteren Jochs 35 vor gesehen.

Während die Spule 33 des Linearsolenoidenbereich 30 nicht, wie in Fig. 1 veranschaulicht, gegen den Druck des Fluids in der Kammer 23 erregt wird, drängt die Feder 23 den Kolben 22 und den Kern 36 derart nach rechts, dass sich das äußere (distale) Ende des Kolbens 22 in ständi gem Eingriff mit dem linken Ende des Kerns 36 befindet, dessen rechtes Ende sich im Eingriff mit dem Stopper 37 befindet. Unter der in Fig. 1 veranschaulichten Bedingung nimmt die Durchflussfläche des Fluids, die von dem Ein lassanschluss 21a bis zu dem Auslassanschluss 21b ver läuft, einen maximalen Wert an, während die Durchfluss fläche des Ablassanschlusses 21c, die von dem Auslassan schluss 21b bis zu dem Ablassanschluss 21c verläuft, ei nen minimalen Wert annimmt, was einen unterbrochenen Zu stand dazwischen angibt. Der hydraulische Druck an dem Auslassanschluss 21b ist gleich dem an dem Einlassan schluss 21a.

Wenn die Spule 33 des Linearsolenoidenbereichs 30 erregt wird, fließt ein magnetischer Fluss von dem hinteren Joch 34 über den Kern 36 zu dem vorderen Joch 34, was eine An ziehung des Kerns 36 zu dem vorderen Joch 34 verursacht, wodurch der Kern 36 und der Kolben 22 gemäß Fig. 1 nach links bewegt werden. Dann verringert sich die Durchfluss fläche von dem Einlassanschluss 21a zu dem Auslassan schluss 21b, während sich die Fläche des Durchflusses von dem Auslassanschluss 21b zu dem Ablassanschluss 21c ver größert. Somit werden der Kolben 22 und der Kern 36 zu einer Position bewegt, bei der die Drängkraft der Feder 23 und die Summe der auf den Kern einwirkenden Anzie hungskraft und des hydraulischen Drucks in der Kammer 24 gegenseitig ausgeglichen sind, wodurch der hydraulische Druck an dem Auslassanschluss 21b auf einen Wert verrin gert wird, der der auf dem Kern 36 einwirkenden Anzie hungskraft entspricht. Aufgrund der Tatsache, dass die auf den Kern 36 einwirkende Anziehungskraft proportional zu der Größe des durch die Spule 33 fließenden elektri schen Strom ist, kann der hydraulische Druck an dem Aus lassanschluss 21b durch Einstellen der Größe des durch die Spule 33 fließenden elektrischen Stroms gesteuert werden.

Anstelle des veranschaulichten elektromagnetischen Kol benventils kann das Konzept der Erfindung selbstverständ lich auf eine ähnliche Vorrichtung zur Strömungs- bzw. Flusssteuerung angewendet werden.

Erfindungsgemäß weist der Linearsolenoid des elektromag netischen Kolbenventils, der durch einen aus Harz herge stellten Spulenkörper, um den eine Spule gewickelt ist, und einem Kern aufgebaut ist, der in dem aus Harz herge stellten Spulenkörper in beweglicher Weise eingepasst ist, ein hinteres Joch und ein vorderes Joch auf, das in dem aus Harz hergestellten Spulenkörper derart angeordnet ist, dass es sowohl mit dem hinteren Joch als auch einem Verbindungsende des Ventilkörpers koaxial ausgerichtet ist. Das vordere Joch, das hintere Joch und der aus Harz hergestellten Spulenkörper sind durch Einsatzformen als eine einstückige Struktur aufgebaut. Außerdem weist der Linearsolenoid einen Ausrichtungserleichterungsabschnitt auf, der zwischen dem vorderen Joch und dem Ventilkörper vorgesehen ist. Somit wird eine koaxiale Ausrichtung zwi schen dem Kolben und dem Kern korrekt erreicht, selbst wenn andere zugehörige Elemente oder Komponenten ein schließlich des Falls des Linearsolenoids nicht mit hoher Präzision hergestellt wurden, was eine Verringerung der Herstellungskosten des elektromagnetischen Kolbenventils gewährleistet.

Zusätzlich ist das Stoppteil zur Verhinderung einer über mäßigen Bewegung des Kerns zu dem vorderen Joch einstü ckig mit dem aus Harz hergestellten Spulenkörper gebil det, was eine Verringerung der Kosten im Vergleich zu dem Fall ermöglicht, dass das Stoppteil von dem aus Harz her gestellten Spulenkörper getrennt ist, bevor das elektro magnetische Kolbenventil zusammengebaut wird.

Vorstehend wurde ein elektromagnetisches Kolbenventil zur Herstellung des elektromagnetischen Kolbenventils mit ge ringeren Herstellungskosten angegeben, bei dem ein Kolben 22 und ein Kern 36 eines linearen Solenoiden 30 koaxial ausgerichtet sind. Der lineare Solenoid 30, der aus einem aus Harz hergestellten Spulenkörper 32, um den eine Spule 33 gewickelt ist, und einem Kern 36 aufgebaut ist, der in dem aus Harz hergestellten Spulenkörper 32 in beweglicher Weise eingepasst ist, weist ein hinteres Joch 35 auf. Der lineare Solenoid 30 weist außerdem ein vorderes Joch 34 auf, der in dem aus Harz hergestellten Spulenkörper 32 derart angeordnet ist, dass er sowohl mit dem hinteren Joch 35 als auch mit einem Verbindungsende des Ventilkör pers 21 koaxial ausgerichtet ist. Das vordere Joch 34, das hintere Joch 35 und der aus Harz hergestellte Spulen körper 32 sind durch Einsatzformen in einem einstückigen Aufbau aufgebaut. Zwischen dem vorderen Joch 34 und dem Ventilkörper 21 ist ein Ausrichtungserleichterungsab schnitt A vorgesehen.

Claims

1. Elektromagnetisches Kolbenventil mit
einem darin ausgebildeten Ventilkörper (21) mit ei ner Bohrung, einem Einlassanschluss (21a), einem Auslass anschluss (21b) und einem Ablassanschluss (21c), wobei der Einlassanschluss (21a), der Auslassanschluss (21b) und der Ablassanschluss (21c) mit der Bohrung in Fluid kommunikation stehen,
einem in der Bohrung in gleitfähiger Weise eingepaß ten Kolben (22), der sich durch eine Ausgangskraft eines Linearsolenoiden (30) und einer Drängkraft einer Feder (23) im ausgeglichenen Zustand befindet, wobei der Kolben (22) für eine umgekehrt proportionale Steuerung einer Öffnungsfläche eines Durchflusses, die von dem Einlassan schluss (21a) zu dem Auslassanschluss (21b) verläuft, in bezug auf einen Durchfluss bewegt wird, der von dem Aus lassanschluss (21b) zu dem Ablassanschluss (21c) ver läuft, wobei
der Linearsolenoid (30), der durch einen aus Harz hergestellten Spulenkörper (32), um den eine Spule (33) gewickelt ist, und einem Kern (36) aufgebaut ist, der in dem aus Harz hergestellten Spulenkörper (32) in bewegli cher Weise eingepasst ist, ein hinteres Joch (35) auf weist,
der Linearsolenoid (30) ein vorderes Joch (34) auf weist, das in dem aus Harz hergestellten Spulenkörper (32) derart angeordnet ist, dass es sowohl mit dem hinte ren Joch als auch einem Verbindungsende des Ventilkörpers (21) koaxial ausgerichtet ist,
das vordere Joch (34), das hintere Joch (35) und der aus Harz hergestellten Spulenkörper (32) durch Einsatz formen als eine einstückige Struktur aufgebaut sind, und ein Ausrichtungserleichterungsabschnitt (A) zwi schen dem vorderen Joch (34) und dem Ventilkörper (21) vorgesehen ist.

2. Elektromagnetisches Kolbenventil nach Anspruch 1, mit
einem Stoppteil (32a) zur Steuerung einer Gleitbewe gung des Kerns (36) zu dem vorderen Joch (34), wobei das Stoppteil (32a) einstückig mit dem aus Harz hergestellten Spulenkörper (32) gebildet ist und nach innen in dessen radiale Richtung derart verläuft, dass es zwischen gegen überliegenden Enden jeweils des vorderen Jochs (34) und des hinteren Jochs (35) endet.