DE19951043C2 - Elektromagnetisches Kolbenventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Kolbenventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1. Ein solches Kolbenventil ist bekannt (JP 7-301 364 A) und kann zur Durchflusssteuerung oder zur Drucksteuerung verwendet werden.

Von einem Kolbenventil der gattungsgemäßen Art wird gefordert, dass der Kern des Linearsolenoids und der im Ventilkörper verschiebbar eingepasste Kolben möglichst genau koaxial zueinander ausgerichtet sind und dass der Kern bei seiner Verschiebung möglichst genau koaxial zum Kolben geführt wird. Dies bedingt bei dem bekannten Kolbenventil hohe Genauigkeitsanforderungen bei der Ferti­ gung nicht nur des vorderen Jochs und des hinteren Jochs, sondern auch bei der Fertigung der übrigen Elemente des Linearsolenoids, insbesondere des Gehäuses des Linearsole­ noids, das das vordere Joch, das hintere Joch und dem Spulenkörper miteinander verbindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungs­ gemäße Kolbenventil dahingehend weiterzubilden, dass bei verringertem Herstellungsaufwand für dennoch genaue koaxiale Ausrichtung von Kolben und Kern sowie genaue Führung des Kerns gesorgt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das elektromagne­ tische Kolbenventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Kolbenventil ist vorgesehen, dass das vordere Joch, das hintere Joch und der aus Harz geform­ te Spulenkörper durch Einsatzformen als eine einstückige Struktur ausgebildet sind und dass der Kern gleitend verschiebbar in das hintere Joch eingepasst ist. Hierdurch ist mit einfachen Mitteln für eine genaue koaxiale Ausrich­ tung und Führung des Kerns gesorgt, ohne dass zu diesem Zweck auch die übrigen Elemente des Linearsolenoids mit hoher Genauigkeit gefertigt zu werden brauchen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben.

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

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines elektromagnetischen Kolbenventils gemäß einem Ausführungsbeispiel und

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines wichtigen Abschnitts des in Fig. 1 gezeigten elektromagnetischen Kolbenventils.

Unter Bezug auf Fig. 1 und 2 ist schematisch ein elektro­ magnetisches Kolbenventil 10 veranschaulicht, das für Druck verwendet wird. Das nachstehend einfach als Ventil bezeich­ nete elektromagnetische Kolbenventil 10 weist einen Kolbenventilbereich 20 und ein Linearsolenoid 30 auf.

Der Kolbenventilbereich 20 weist einen darin ausgebildeten Ventilkörper 21 mit einer Bohrung, einen in der Bohrung des Ventilkörpers in gleitfähiger Weise eingepassten Kolben 22 und eine den Kolben 22 zu dem Linearsolenoid 30 hin drängende oder vorspannende Feder 23 auf. Der Ventilkörper 21 weist auf einen Einlassanschluss 21a, dem ein Fluid oder eine Flüssigkeit unter Druck aus einer (nicht gezeigten) hydraulischen Quelle zugeführt wird, einen Auslassanschluss 21b, der sich mit einem (nicht gezeigten) hydraulischen Betätigungsglied in Strömungsverbindung befindet, einen Ablassanschluss 21c, der sich mit einem (nicht gezeigten) Reservoir in Strömungsverbindung befindet, und einen weiteren Anschluss 21d, der sich ebenfalls mit dem Reser­ voir in Strömungsverbindung befindet. Der Kolben 22 ist mit einem Paar axial beabstandeter Stege 22a und 22b mit einem großen Radius, einem Steg 22c mit einem kleineren Radius und einem Durchgang 22d versehen, der durch den Steg 22b führt, damit eine kontinuierliche Strömungsverbindung zwischen dem Auslassanschluss 21b und einer zwischen den Stegen 22b und 22c abgegrenzten hydraulischen Druckkammer 24 besteht.

Das Linearsolenoid 30 weist auf ein aus magnetischem Material gebildetes Gehäuse 31, einen aus nichtmagnetischem Harz geformten Spulenkörper 32, eine um den aus Harz herge­ stellten Spulenkörper 32 gewickelte Spule 33, ein vorderes Joch 34, das aus magnetischem Material geformt ist und in dem Spulenkörper 32 angeordnet ist, ein hinteres Joch 35, das aus einem magnetischen Material ausgebildet ist und in dem Spulenkörper 32 angeordnet ist, einen aus einem magne­ tischen Material gebildeten und gleitfähig in das hintere Joch 35 eingepassten Kern 36, einen aus einem nichtmagne­ tischen Material gebildeten Stopper 37 und ein außerhalb des Gehäuses 31 vorgesehenes Anschlussstück 38.

Der Spulenkörper 32, das vordere Joch 34 und das hintere Joch 35 sind mittels eines Einsatzformungsverfahrens derart als eine einstückige Struktur 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 Stoppteil 32a versehen, das nach innen in radialer Richtung vorspringt und in einer zwischen gegenüberliegenden Enden der Joche 34 und 35 gebildeten Lücke endet. Das Stoppteil 32a des Spulenkörpers 32 dient zur Unterbrechung einer magnetischen Verbindung zwischen den gegenüberliegenden Enden der jeweiligen Joche 34 und 35 und definiert eine Begrenzungs­ position des Kerns 36 derart, dass ein Eingriff des Kerns mit dem vorderen Joch 34 verhindert wird, wenn der Kern 36 zu dem vorderen Joch 34 durch eine magnetische Anziehungs­ kraft bewegt wird, die aus einer Erregung der Spule 33 folgt.

Ein Eingriffsabschnitt A ist zwischen dem vorderen Joch 34 und dem Ventilkörper 21 vorgesehen und erleichtert die koaxiale Ausrichtung zwischen dem Kolben 22 und dem Kern 36 nach der koaxialen Ausrichtung des Ventilkörpers 21, des vorderen Jochs 34 und des hinteren Jochs 35.

Während die Spule 33 des Linearsolenoids 30 nicht, wie in Fig. 1 veranschaulicht, erregt wird, drängt die Feder 23 den Kolben 22 und den Kern 36 gegen den Druck des Fluids in der Druckkammer 24 derart nach rechts, dass das äußere Ende des Kolbens 22 ständig am linken Ende des Kerns 36 anliegt, dessen rechtes Ende am Stopper 37 anliegt. Unter der in Fig. 1 veranschaulichten Bedingung nimmt der freie Strömungsquerschnitt für das Fluid vom Einlassanschluss 21a bis zum Auslassanschluss 21b einen maximalen Wert an, während der freie Strömungsquerschnitt vom Auslassanschluss 21b bis zum Ablassanschluss 21c einen minimalen Wert annimmt, der einer unterbrochenen Verbindung dazwischen entspricht. Der hydraulische Druck an dem Auslassanschluss 21b ist gleich dem an dem Einlassanschluss 21a.

Wenn die Spule 33 des Linearsolenoids 30 erregt wird, fließt ein magnetischer Fluss von dem hinteren Joch 35 über den Kern 36 zu dem vorderen Joch 34, wodurch der Kern 36 in Richtung zum vorderen Joch 34 angezogen wird, so dass der Kern 36 und der Kolben 22 in Fig. 1 nach links bewegt werden. Dann verringert sich der freie Strömungsquerschnitt von dem Einlassanschluss 21a zu dem Auslassanschluss 21b, während sich der freie Strömungsquerschnitt von dem Auslassanschluss 21b zu dem Ablassanschluss 21c vergrößert. Somit werden der Kolben 22 und der Kern 36 in eine Position bewegt, in der die Federkraft der Feder 23 und die Summe aus der auf den Kern 36 einwirkenden Anziehungskraft und der Kraft aufgrund des hydraulischen Drucks in der Druck­ kammer 24 im Gleichgewicht sind, wodurch der hydraulische Druck an dem Auslassanschluss 21b auf einen Wert verringert wird, der der auf den Kern 36 einwirkenden Anziehungskraft entspricht. Aufgrund der Tatsache, dass die auf den Kern 36 einwirkende Anziehungskraft proportional zu der Stärke des durch die Spule 33 fließenden elektrischen Strom ist, kann der hydraulische Druck an dem Auslassanschluss 21b durch Einstellen der Stärke des durch die Spule 33 fließenden elektrischen Stroms gesteuert werden.

Anstelle des veranschaulichten elektromagnetischen Kolben­ ventils kann das Konzept der Erfindung selbstverständlich auf eine ähnliche Vorrichtung zur Durchflusssteuerung angewendet werden.

Erfindungsgemäß umfasst das Linearsolenoid des elektro­ magnetischen Kolbenventils das hintere Joch, den aus Harz hergestellten Spulenkörper, um den die Spule gewickelt ist, und den Kern, der in das hintere Joch in beweglicher Weise eingepasst ist. Ferner weist das Linearsolenoid das vordere 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 hergestellte Spulenkörper sind durch Einsatz­ formen als eine einstückige Struktur ausgebildet. Außerdem weist das Linearsolenoid den Eingriffsabschnitt auf, der zwischen dem vorderen Joch und dem Ventilkörper vorgesehen ist und für korrekte Ausrichtung dazwischen sorgt. Somit wird eine koaxiale Ausrichtung zwischen dem Kolben und dem Kern korrekt erreicht, selbst wenn andere zugehörige Elemente oder Komponenten einschließlich des Gehäuses 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 in Richtung zum vorderen Joch einstückig mit dem aus Harz hergestellten Spulenkörper gebildet, was eine Verringerung der Kosten im Vergleich zu dem Fall ermöglicht, dass das Stoppteil von dem aus Harz hergestellten Spulenkörper getrennt ist, bevor das elektro­ magnetische Kolbenventil zusammengebaut wird.

Claims (2)

1. Elektromagnetisches Kolbenventil mit
einem Ventilkörper (21), in dem eine Bohrung, ein Ein­ lassanschluss (21a), ein Auslassanschluss (21b) und ein Ab­ lassanschluss (21c) ausgebildet sind, wobei der Einlassan­ schluss (21a), der Auslassanschluss (21b) und der Ablassan­ schluss (21c) mit der Bohrung in Verbindung stehen, und
einem in der Bohrung gleitend verschiebbar eingepass­ ten Kolben (22), auf den in zueinander entgegengesetzten Richtungen eine Ausgangskraft eines Linearsolenoids (30) und eine Federkraft einer Feder (23) wirken, wobei der Kol­ ben (22) bei seiner Verschiebung eine umgekehrt proportio­ nale Steuerung des freien Strömungsquerschnitts vom Ein­ lassanschluss (21a) zum Auslassanschluss (21b) einerseits und des freien Strömungsquerschnitts vom Auslassanschluss (21b) zum Ablassanschluss (21c) andererseits bewirkt,
wobei das Linearsolenoid (30) einen aus Harz geformten . Spulenkörper (32), um den eine Spule (33) gewickelt ist, ein hinteres Joch (35), das in dem Spulenkörper (32) ange­ ordnet ist, einen innerhalb des hinteren Jochs (35) ver­ schiebbar angeordneten Kern (36) und ein vorderes Joch (34) aufweist, das in dem Spulenkörper (32) derart angeordnet ist, dass es sowohl mit dem hinteren Joch als auch einem Verbindungsende des Ventilkörpers (21) koaxial ausgerichtet ist, und
wobei ein Eingriffsabschnitt (A) zwischen dem vorderen Joch (34) und dem Ventilkörper (21) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das vordere Joch (34), das hintere Joch (35) und der aus Harz geformte Spulenkörper (32) durch Einsatzformen als eine einstückige Struktur ausgebildet sind und
dass der Kern (36) gleitend verschiebbar in das hinte­ re Joch (35) eingepasst ist.

2. Elektromagnetischer Kolbenventil nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch ein Stoppteil (32a) zur Begrenzung der Gleitbewegung des Kerns (36) in Richtung zu dem vorderen Joch (34), wobei das Stoppteil (32a) einstückig mit dem aus Harz geformten Spulenkörper (32) ausgebildet ist und radial nach innen derart verläuft, dass es zwischen gegenüberlie­ genden Enden des vorderen Jochs (34) und des hinteren Jochs (35) endet.