DE3925794C2

DE3925794C2 - Solenoid valve

Info

Publication number: DE3925794C2
Application number: DE19893925794
Authority: DE
Inventors: Joseph Sauer; Werner Dipl Ing Brehm; Bernd Groll
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2009-08-05
Also published as: JPH0371605A; DE3925794A1; JP2834552B2

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on an electromagnetic valve the preamble of claim 1.

Aus der DE 36 38 295 A1 ist ein derartiges elektromagnetisches Betätigungsorgan bekannt, bei dem der magnetische Fluß über den Boden eines becherförmig ausgebildeten Gehäuses aus metallischem Werkstoff geleitet wird. Ein derartiges, einteiliges Gehäuse ist aufwendig herzustellen und daher relativ teuer. Weiterhin ist aus der DE 26 47 072 A1 ein Elektromagnetventil bekannt, das für den magnetischen Fluß ein in ein Einsetzteil einschiebbares Joch vorsieht. Das Joch weist zusätzliche Kanäle beispielsweise für das Druckmittel auf. Da das Joch als Drehteil hergestellt ist und zusätzliche Arbeitsgänge zur Ausbildung der Kanäle benötigt, ist auch dieses relativ aufwendig herzustellen. Die DE 37 09 474 C1 zeigt ein Elektromagnetventil, bei dem der elektromagnetische Fluß zwischen dem Magnetanker und der Spule über Teile des Gehäuses geführt wird, so daß das Gehäuse ebenfalls vollständig aus ferromagnetischem Material bestehen muß. Aus der DE 35 28 296 A1 ist ein Magnetventil bekannt, das einen in eine Spule einschiebbaren massiven Polkern aufweist. Der Polkern ist jedoch relativ aufwendig herzustellen, da er mit einer Haltemutter mit dem Magnetventil verbunden ist. Weiterhin schränkt er durch seine Anordnung die Führungslänge der in dem verbleibenden Raum der Spule angeordneten Ventilglieder ein.From DE 36 38 295 A1 such an electromagnetic actuator is known in which the magnetic flux over the bottom of a cup-shaped trained housing made of metallic material becomes. Such a one-piece housing is complex to manufacture and therefore relatively expensive. Furthermore, from the DE 26 47 072 A1 an electromagnetic valve known for the magnetic flux is a yoke that can be inserted into an insert provides. The yoke has additional channels, for example for the pressure medium. Since the yoke as a turned part is produced and additional work for training the channels required, this is also relatively expensive to manufacture. DE 37 09 474 C1 shows a Solenoid valve in which the electromagnetic flow between the magnet armature and the coil over parts of the Housing is guided so that the housing also must consist entirely of ferromagnetic material. Out DE 35 28 296 A1 a solenoid valve is known, the one has solid pole core that can be inserted into a coil. Of the Polkern is, however, relatively expensive to manufacture, since it with a holding nut is connected to the solenoid valve. Furthermore, his arrangement limits the Guide length of the remaining space in the coil arranged valve members.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Elektromagnetventil den magnetischen Fluß so zu führen, daß eine einfache, werkstoffunabhängige Gehäusekonstruktion möglich wird, wobei aber gleichzeitig eine sichere Funktion der Ventilglieder gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The invention is based, with one Solenoid valve to guide the magnetic flux so that a simple, material-independent housing construction is possible, but at the same time a safe function the valve elements is guaranteed. This task will solved by the features specified in claim 1.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Elektromagnetventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß das Gehäuse durch die als separates Bauteil ausgebildete, den Magnetfluß führende Polscheibe einfach herzustellen ist. Dadurch können für das Gehäuse und die Polscheibe unterschiedliche Materialien verwendet werden. Es ist somit beispielsweise eine Materialanpassung des Gehäuses an das Material der Bauteile möglich, an die das Gehäuse des Elektromagnetventil angeflanscht werden soll. Dadurch können Einflüsse durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten vermieden und Leckölverluste minimiert werden. Weiterhin werden durch die Ausbildung der Polscheibe weit auseinanderliegende Lagerstellen für den Anker und den Stößel ermöglicht, was eine gute Führung und eine Verringerung möglicher Exzentritäten der konisch ausgebildeten Pole bewirkt.The electromagnetic valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 the advantage that the housing as a separate component trained, the magnetic flux leading pole disc simple is to be produced. This allows for the housing and the Pole disk different materials can be used. It is, for example, a material adaptation of the housing possible to the material of the components to which the housing of the Solenoid valve should be flanged. This allows Influences by different Thermal expansion coefficients avoided and leakage oil losses be minimized. Furthermore, through the training of Pole disc widely spaced bearings for the Anchor and plunger allows for good guidance and a reduction in possible eccentricities of the conical trained poles.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Further advantages and advantageous training result from the dependent claims and the description.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt inAn embodiment of the invention is in the following Description and drawing explained in more detail. The latter shows in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Elektromagnetventil und in Fig. 1 shows a longitudinal section through an electromagnetic valve and in

Fig. 2 den Ankerbereich im Längsschnitt. Fig. 2 shows the anchor area in longitudinal section.

Description of the invention example

In Fig. 1 ist mit 10 das etwa topfförmige Gehäuse des Elektro magnetventils bezeichnet, das vorzugsweise ein Tiefziehteil ist. Der Innenraum 11 ist im wesentlichen eingenommen durch die Spule 12, die sich um einen mittigen, vom Boden ausgehenden Zapfen 13 und den Anker 14 erstreckt. Der Zapfen 13 reicht etwa bis zur Mitte des Gehäuses. An seiner freien Stirnseite ist der konische Gegenpol 15 ausgebildet. Er ist über den Arbeitsluftspalt 16 vom ebenso geformten konischen Pol 17 des Ankers 14 getrennt, d. h. Pol 17 und Gegenpol 15 weisen dieselbe Konizität auf. In einer zylindrischen Ausnehmung 18 des Zapfens 13 ist eine Druckfeder 19 angeordnet, die auf den Anker 14 einwirkt. Dieser hat eine mittige Längsbohrung 20, in welcher ein Stößel 21 befestigt ist. Der Anker 14 selbst ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet - mit Ausnahme des konischen Pols 17 - und mit seinem unteren Teil 14A in einer zylindrischen Vertiefung 23 einer Polscheibe 24 mit Spiel (Radialluftspalt) geführt. Am Außenumfang des Ankers 14 ist mindestens eine durch gehende Längsnut 25 ausgebildet, über welche Flüssigkeit, die sich im Ankerraum 26 befindet, rasch von vorne nach hinten verdrängt werden kann.In Fig. 1, 10 denotes the approximately pot-shaped housing of the solenoid valve, which is preferably a deep-drawn part. The interior 11 is essentially occupied by the coil 12 , which extends around a central pin 13 extending from the floor and the armature 14 . The pin 13 extends approximately to the middle of the housing. The conical opposite pole 15 is formed on its free end face. It is separated from the equally shaped conical pole 17 of the armature 14 via the working air gap 16 , ie the pole 17 and the opposite pole 15 have the same conicity. In a cylindrical recess 18 of the pin 13 , a compression spring 19 is arranged, which acts on the armature 14 . This has a central longitudinal bore 20 in which a plunger 21 is fastened. The armature 14 itself is essentially cylindrical - with the exception of the conical pole 17 - and with its lower part 14 A in a cylindrical recess 23 of a pole disk 24 with play (radial air gap). At least one continuous longitudinal groove 25 is formed on the outer circumference of the armature 14 , via which liquid, which is located in the armature space 26 , can be rapidly displaced from the front to the rear.

Wie die Fig. 2 besonders deutlich zeigt, ist am Außenumfang des Stößels 21 nahe der unteren Stirnseite des Ankers 14 eine Ringnut 27 ausgebildet, in welche durch einen Verstemmvorgang von der Stirn seite des Ankers 14 her Werkstoff in die Ringnut 27 verdrängt wird. As FIG. 2 shows particularly clearly on the outer circumference of the plunger 21 near the lower end side of the armature 14 is formed an annular groove 27, in which by a caulking process of the end 14 side of the armature forth material is displaced into the annular groove 27.

Damit ist der Anker 14 fest mit dem Stößel 21 verbunden. Zum Verstemmen wird der Anker 14 samt Stößel 21 in eine Werkzeugaufnahme 28 aufgenommen und ein Maß x vom unteren Rand der Werkzeugaufnahme 28 bis zur Spitze 29 des Stößels 21 an einem Gegenhalter 30 festgelegt. Danach wird verstemmt.The armature 14 is thus firmly connected to the plunger 21 . For caulking, the anchor 14 together with the plunger 21 is received in a tool holder 28 and a dimension x from the lower edge of the tool holder 28 to the tip 29 of the plunger 21 is fixed on a counter holder 30 . Then it is caulked.

An die Polscheibe 24 schließt sich der Flansch 32 des Ventilgehäuses 33 an, wobei der untere Rand 11A des Gehäuses 10 um den Flansch 32 herum taumelgenietet ist. An der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 10 ist noch die Spulendurchführung 34 ausgebildet. Ansonsten ist das Gehäuse 10 hermetisch abgeschlossen.The flange 32 of the valve housing 33 adjoins the pole disk 24 , the lower edge 11 A of the housing 10 being riveted around the flange 32 . The coil bushing 34 is also formed on the opposite side of the housing 10 . Otherwise, the housing 10 is hermetically sealed.

Die Spitze des in einer Bohrung 49 der Polscheibe 24 geführten Stößels 21 dringt durch die Bohrung 35 einer Ventilsitzplatte 36, an deren dem Anker 14 entgegengesetzten Seite ein Ventilsitz 37 für einen kugeligen Ventilkörper 38 ausgebildet ist. Dieser befindet sich in einem Raum 39 des Ventilgehäuses 33, an dessen Unterseite der zweite Ventilsitz 40 ausgebildet ist. An diesen schließt sich eine Sack bohrung 41 an, in welche ein vom Äußeren des Ventilgehäuses 23 ausgehender Pumpenanschluß 42 eindringt. Außerhalb der Mitte dringt in den Raum 39 noch ein Verbraucheranschluß 44 ein. Zwischen der Ventilplatte 36 und der Polscheibe 24 befindet sich im Ventilgehäuse 33 noch ein Raum 46, welcher von einer Querbohrung 47 durchdrungen ist, an welche der Behälter 45 angeschlossen ist.The tip of the plunger 21 guided in a bore 49 of the pole disk 24 penetrates through the bore 35 of a valve seat plate 36 , on the side opposite the armature 14 of which a valve seat 37 for a spherical valve body 38 is formed. This is located in a space 39 of the valve housing 33 , on the underside of which the second valve seat 40 is formed. This is followed by a blind bore 41 , into which a pump connection 42 entering from the outside of the valve housing 23 penetrates. Outside the center, a consumer connection 44 penetrates into the space 39 . Between the valve plate 36 and the pole disk 24 there is still a space 46 in the valve housing 33 , which is penetrated by a transverse bore 47 to which the container 45 is connected.

Wenn die Spule 12 nicht erregt ist, drückt die Feder 19 über den Anker 14 und den Stößel 21 den Ventilkörper 38 auf den Ventilsitz 40. Nun kann Druckmittel vom Verbraucheranschluß 44 über den Raum 39 und den Ventilsitz 37 sowie den Raum 46 und die Querbohrung 47 in den Behälter 45 abfließen. Der Pumpenanschluß 42 ist gesperrt. Daraus ist zu erkennen, daß das Elektromagnetventil stromlos geschlossen ist. If the coil 12 is not energized, the spring 19 presses the valve body 38 onto the valve seat 40 via the armature 14 and the plunger 21 . Now pressure medium can flow from the consumer connection 44 via the space 39 and the valve seat 37 as well as the space 46 and the transverse bore 47 into the container 45 . The pump connection 42 is blocked. From this it can be seen that the solenoid valve is closed when de-energized.

Wenn die Spule 12 erregt ist, wird der Anker 14 entgegen der Kraft der Feder 19 zum Gegenpol 15 hin gezogen. Nun kann der von der Pumpe 43 erzeugte Druck den Ventilkörper 38 an den Ventilsitz 37 anlegen, so daß Druckmittel über den Raum 39 zum Verbraucheranschluß 44 fließen kann.When the coil 12 is energized, the armature 14 is pulled towards the opposite pole 15 against the force of the spring 19 . Now the pressure generated by the pump 43 can apply the valve body 38 to the valve seat 37 , so that pressure medium can flow via the space 39 to the consumer connection 44 .

Die Polscheibe 24 hat drei Funktionen: Zum einen wird über sie und den Radialluftspalt 48 zwischen Außenum fang des Ankers 14 und der zylindrischen Vertiefung 23 der Magnetfluß geleitet. Durch die Vertiefung 43 kann die Länge 1 des Radialluft spalts 48 groß gehalten werden, wodurch die Luftspaltverluste minimiert werden. Außerdem ist es möglich, den Abstand Anker 14 zur Polscheibe 24 aufgrund des einteiligen Gehäuses 10 und den dadurch geringen Mitten versatz klein zu halten, was sich wiederum günstig auf die magnetischen Verluste im Radialluftspalt 48 auswirkt. Außerdem dient die Bohrung 49 in der Mitte der Polscheibe 24 zur Führung des Stößels 21. Eine weitere wichtige Funktion der Polscheibe 24 besteht darin, den Ankerraum 26 gegen das Eindringen insbesondere von ferromagnetischen Partikeln abzuschirmen, die vor allem beim Einsatz in Automatik getrieben zu einem hohen Anteil im Getriebeöl enthalten sind. Diese Partikel lagern sich besonders in den Gebieten mit höchster magnetischer Felddichte, also am Radial- und Arbeitsluftspalt ab, und können mit der Zeit zu einer Funktionsbeeinträchtigung oder zum Ausfall des Ventils führen. Besonders beim Rückschalten des Ankers 14, also wenn der Arbeitsanschluß 44 zum Tankanschluß 47 entleert wird, verhindert die Polscheibe 24, daß Druckmittel und damit die darin enthaltenen ferromagnetischen Teile in den Ankerraum 26 gespült werden.The pole disk 24 has three functions: first, the magnetic flux is passed through it and the radial air gap 48 between the outer circumference of the armature 14 and the cylindrical recess 23 . Through the recess 43 , the length 1 of the radial air gap 48 can be kept large, whereby the air gap losses are minimized. It is also possible, the distance between armature 14 to the pole disk 24 due to the one-piece housing 10 and the resulting low middle offset to keep small, which in turn has a favorable effect on the magnetic losses in the radial air gap 48th In addition, the bore 49 in the center of the pole disk 24 serves to guide the plunger 21 . Another important function of the pole disk 24 is to shield the armature chamber 26 against the penetration, in particular, of ferromagnetic particles, which are contained to a large extent in the transmission oil, especially when used in automatic transmissions. These particles accumulate particularly in areas with the highest magnetic field density, i.e. at the radial and working air gap, and can, over time, lead to functional impairment or failure of the valve. Particularly when the armature 14 is switched back , that is to say when the working connection 44 is emptied to the tank connection 47 , the pole disk 24 prevents pressure medium and thus the ferromagnetic parts contained therein from being flushed into the armature space 26 .

Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Elektromagnetventils besteht darin, daß wegen der magnetischen Flußführung über die Polscheibe 24 das Ventilgehäuse 10 aus verschiedenen Materialien, z. B. Stahl oder Aluminium, gefertigt werden kann. So kann dieses immer aus dem selben Werkstoff wie das Steuergehäuse z. B. des Automatikgetriebes gewählt werden, so daß der Spalt bei Temperaturänderungen sich auf grund gleicher Wärmedehnung nicht ändert und damit der Leckfluß nicht erhöht wird.Another advantage of the solenoid valve described is that because of the magnetic flux guide on the pole plate 24, the valve housing 10 from different materials, such. B. steel or aluminum. So this can always be made of the same material as the control housing z. B. the automatic transmission can be selected so that the gap does not change due to the same thermal expansion due to temperature changes and thus the leakage flow is not increased.

Claims

1. solenoid valve with a cross-sectionally cylindrical armature ( 14 ) with a valve body ( 38 ) actuating plunger ( 21 ), the armature ( 14 ) being partially in the passage of the coil ( 12 ) surrounding it, which inside a substantially Pot-shaped housing ( 10 ) is arranged, on the open end of which a valve housing ( 33 ) for receiving the valve body ( 38 ) connects, characterized in that the poles ( 15 , 17 ) of the electromagnet, as known per se, are conical and have the same conicity that the armature space ( 26 ) is filled with a liquid and that at least one continuous longitudinal groove ( 25 ) is formed on the outer circumference of the armature ( 14 ) that between the valve body ( 38 ) and armature ( 14 ) one of the plunger ( 21 ) penetrated pole disc ( 24 ) is arranged, and that the pole disc ( 24 ) has a central cylindrical recess ( 23 ) whose diameter around the radial air sp old ( 48 ) is larger than the outer diameter of the armature ( 14 ).

2. Solenoid valve according to claim 1, characterized in that this is a 3/2 valve, the valve body being designed as a ball ( 38 ) and with two opposite valve seats ( 37, 40 ) cooperating so that for a pump ( 43 ) conveyed pressure medium when the coil ( 12 ) is excited, a connection via the one valve seat ( 40 ) to a consumer connection ( 44 ), and in the de-energized state of the coil ( 12 ), a connection via the other valve seat ( 37 ) to a container connection ( 47 ) is created.

3. Electromagnetic valve according to claim 1 or 2, characterized in that the armature ( 14 ) has a central, continuous longitudinal bore ( 20 ) in which the plunger ( 21 ) contacting the valve body ( 38 ) is fixedly arranged.