DE4301670A1

DE4301670A1 - Elektromagnetisch betätigbares Ventil

Info

Publication number: DE4301670A1
Application number: DE19934301670
Authority: DE
Inventors: Erwin Krimmer; Werner Dipl Ing Brehm; Kurt Dipl Ing Gensheimer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1993-01-22
Publication date: 1994-07-28
Also published as: JPH06281041A; FR2700824B1; FR2700824A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ven til nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Ventile sind bei spielsweise aus dem DE-GM 87 11 602 bekannt und werden u. a. in Auto matikgetrieben von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Dort dienen sie der Steuerung eines Druckmittelstroms von und zu den jeweiligen Schalt kupplungen. Derartige Ventile werden in großer Stückzahl gefertigt und eingebaut und unterliegen einem hohen Kostendruck. Bei diesen Ventilen ist es bekannt, das Flanschteil, mit dem das Ventil in das Steuergehäuse eingesetzt ist und über das die Anbindung an Druck mittelkanäle im Verbraucher bzw. im Steuergehäuse erfolgt, als Dreh teil herzustellen. Ein derartiges gedrehtes Flanschteil ist jedoch sehr teuer. Es ist weiterhin bekannt, dieses Flanschteil als Kunst stoffteil herzustellen, zum Beispiel aus einem Spritzgießkunststoff. Diese an sich bekannten Kunststoff-Flanschteile haben jedoch den Nachteil, daß die Bördelverbindung zwischen Flanschteil und Magnet mantel nicht immer den durch die Einbauumgebung und den Einbauort gestellten Anforderungen genügt. Es kommt im Betrieb teilweise zu Formänderungen des Flanschteils im Bereich der Bördelverbindung, durch die diese Verbindung lockert. Damit treten Undichtigkeiten des Ventils auf, die zum Ausfall des Ventils führen können. Formände rungen und Änderungen der Kunststoffzusammensetzung im Bereich dieser Bördelverbindung sind zum Teil aufwendig und führen nicht immer zu befriedigenden Ergebnissen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das Flanschteil aus kostengünstigen Werkstoffen gefer tigt werden kann und dennoch höchsten Anforderungen im Hinblick auf Dauerfestigkeit, Rüttelfestigkeit und Temperaturbeständigkeit ge nügt. Durch die Einbettung eines preisgünstigen Armierungsteils wird der beim Bördelvorgang, d. h. bei der Verbindung von Flanschteil und Magnetmantel beanspruchte Teil des Flanschteils sehr widerstands fähig und unterliegt im Regelbetrieb keinen oder nur unwesentlichen Formänderungen. Durch die Nutzung des Armierungsteils im Bereich der Bördelverbindung kann dieser Bereich wesentlich kürzer (Dicke des Randes) ausgeführt sein, als bei herkömmlichen Kunststoff-Flansch teilen. Das führt zu einer Verkürzung der Gesamtlänge des Ventils.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung er geben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Be schreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein elektromagnetisch betätigbares Ventil. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf ein Armierungsteil und Fig. 3 einen Schnitt längs III-III nach Fig. 2 durch dieses Armierungsteil.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 10 der Gehäusemantel des elektromagnetisch be tätigbaren Ventils bezeichnet, der etwa hülsenförmig ausgebildet ist und an seinem Umfang mehrere Durchbrüche 11 hat. Innerhalb des Ge häusemantels 10 ist eine Spule 12 samt Spulenkörper 13 angeordnet, die einen mittig angeordneten zylindrischen Spulenkern 14 umfaßt. Den Spulenkern durchdringt eine mittige Längsbohrung 15, die an ihrem einen Ende mit einem mit T bezeichneten Behälter verbunden ist. Am dortigen Ende ist der Gehäusemantel 10 durch eine Fluß scheibe 17 verschlossen. An diesem Ende sind auch die elektrischen Anschlußteile 18 zur Kontaktierung der Spule 12 angeordnet. Am ent gegengesetzten Ende des Gehäusemantels 10 bzw. der Spule 12 befindet sich eine Polscheibe 20, auf diese folgt achsgleich ein Flanschteil 21. Im Bereich der Polscheibe 20 und des Flanschteils 21 ist der Ge häusemantel 10 aufgeweitet, wobei die Polscheibe 20 auf einer Stufe 22 aufliegt.

Der Magnetmantel 10 ist oberhalb der Stufe 22 mit einem Kunststoff körper 23 umspritzt, in den auch die Spule 12 samt Spulenkörper 13 und der Spulenkern 14 eingebettet ist. Dieser Kunststoffkörper 23 hat im Bereich der Polscheibe 20 einen zylindrischen Fortsatz 24, der in eine Bohrung 25 in der Polscheibe 20 ragt und das freie Ende des Spulenkerns 14 umfaßt. Die Polscheibe 20, der zylindrische Fort satz 24 und der Spulenkern 14 schließen auf der dem Flanschteil 21 zugewandten Seite bündig ab. In diesem Bereich hat der Spulenkern 14 einen geringeren Außendurchmesser, so daß zwischen Spulenkern 14 und dem Spulenkörper 13 bzw. dem Fortsatz 24 ein Ringraum 26 ausgebildet ist, in dem eine Druckfeder 27 geführt ist, die sich an einer Stufe 28 am Spulenkern 14 abstützt.

Das sich an die Polscheibe 20 anschließende Flanschteil 21 setzt sich im wesentlichen aus einem Kunststoffteil 30 und einem in dieses eingebetteten Armierungsteil 31 zusammen. Das Armierungsteil 31 hat einen hohlzylindrischen Grundkörper 32, von dem ein außenliegender, umlaufender, kragenförmiger Rand 33 ausgeht, der an der Polscheibe 20 anliegt. An der dem kragenförmigen Rand 33 abgewandten Stirnseite des Grundkörpers 32 sind jeweils sechs Fortsätze 34 bzw. 35 ausge bildet, von denen die Fortsätze 34 nach innen und die Fortsätze 35 nach außen jeweils umlaufend abwechselnd umgebogen sind. Die Zahl der Fortsätze 34, 35 und ihre gegenseitige Zuordnung ist hier nur exemplarisch für dieses Ausführungsbeispiel, andere Anzahlen und Zu ordnungen von Fortsätzen sind ohne weiteres möglich. Dieses Armie rungsteil 31 ist so in das Kunststoffteil 30 eingebettet, daß der Grundkörper 33 und die Fortsätze 34 bzw. 35 in Kunststoffmasse ein gebettet sind, ohne daß der Außenrand des kragenförmigen Randes 33 mit eingebettet ist. Zur besseren Verbindung des Armierungsteils 31 und des Kunststoffteils 30 sind in den nach innen ragenden Fort sätzen 34 durchgehende Bohrungen 37 ausgebildet, die von der Kunst stoffmasse gefüllt sind.

Um im Betrieb des Ventils ein Verdrehen auszuschließen bzw. um eine definierte Einbaulage zu ermöglichen, ist im kragenförmigen Rand 33 des Armierungsteils 31 eine Verdrehschutzkerbe 36 eingestanzt.

Im Inneren des Grundkörpers 32 des Armierungsteils 31 ist im Flanschteil 21 ein zylindrischer Ankerraum 38 ausgebildet, in dem sich ein scheibenförmiger Magnetanker 39 befindet. Dieser Magnet anker 39 hat eine mittige Bohrung 40, in die ein kugelförmiges Ven tilglied 41 fest eingesetzt ist und mehrere außermittige Bohrungen 42 zur Druckmitteldurchführung. Dieses Ventilglied 41 wirkt mit zwei Ventilsitzen 43 bzw. 44 zusammen, von denen der erste Ventilsitz 43 am Spulenkern 14 durch die Längsbohrung 15 ausgebildet ist. Der zweite Ventilsitz 44 ist im Kunststoffteil 30 des Flanschteils 21 ausgebildet und steht über eine mittige Bohrung 45 und einen An schlußkanal 46 mit einer Druckmittelquelle bzw. Pumpe P in Ver bindung. Um den zweiten Ventilsitz 44 im Kunststoffteil 30 verläuft eine vom Ankerraum 38 ausgehende Ringnut 48, in die ein Druck mittelkanal 49 mündet, der mit einem Verbraucher A verbunden ist.

Der Magnetanker 39 und damit das Ventilglied 41 wird von der Druck feder 27 so beaufschlagt, daß das Ventilglied 41 bei unbestromter Spule 12 gegen den zweiten Ventilsitz 44 gepreßt wird.

Das Flanschteil 21 und der Magnetmantel 10 sind durch einen Bördel vorgang fest und dauerhaft miteinander verbunden. Dazu liegt der kragenförmige Rand 33 des Armierungsteils 31 - wie bereits darge stellt - auf der Polscheibe 20 im Inneren des aufgeweiteten Teils des Magnetmantels 10 an. Das freie Ende 50 des Magnetmantels 10 ist um den kragenförmigen Rand 33 herumgebördelt und liegt an dessen freier, nicht in dem Kunststoff eingebetteter Stirnseite 51 auf.

Die Ventilfunktion des dargestellten elektromagnetisch betätigbaren Ventils ist an sich bekannt und wird hier nur kurz erläutert. Das dargestellte Ventil ist als 3/2-Wegeventil ausgeführt, wobei im un bestromten Zustand der Spule 12 das Ventilglied 41 am zweiten Ven tilsitz 44 anliegt. Damit ist die zur Pumpe P führende Bohrung 45 einseitig verschlossen. Gleichzeitig sind der Verbraucher A und der Behälter T über den Druckmittelkanal 49, die Ringnut 48, den Anker raum 38 sowie den geöffneten ersten Ventilsitz 43 und die Bohrung 15 miteinander verbunden.

Wird die Spule 12 bestromt, wird der Magnetanker 39 und damit das Ventilglied 41 gegen die Wirkung der Druckfeder 27 an den ersten Ventilsitz 43 gezogen, so daß die zum Behälter T führende Bohrung 15 einseitig verschlossen ist. Gleichzeitig sind der Verbraucher A und die Pumpe P über den Druckmittelkanal 49, die Ringnut 48, den Anker raum 38 sowie den geöffneten zweiten Ventilsitz 44 und die Bohrung 45 miteinander verbunden.

Das Flanschteil 21 besteht - wie bereits dargelegt - aus einem Kunststoffteil 30, in das das Armierungsteil 31 eingebettet ist. Dieses Armierungsteil 31 ist ein Stanzbiegeteil, das aus einem dafür geeigneten, herkömmlichen Blech hergestellt wird. Zur Verbindung dieses Armierungsteils 31 mit dem Kunststoffteil 30 wird das Armie rungsteil vor dem Herstellen des Flanschteils 21 in eine Spritzgieß form eingelegt und - wie dargestellt - in den Kunststoffkörper des Kunststoffteils 30 eingebettet. Dadurch, daß insbesondere der zweite Ventilsitz 44 im Kunststoffteil 30 ausgebildet ist, ist dessen Lage im Flanschteil 21 werkzeug- bzw. formgebunden. Damit sind dessen Lage und Formgebung stets sehr genau einzuhalten und Lage- bzw. Formabweichungen sind minimal. Alle funktionswesentlichen Ab messungen können dadurch mit entsprechend engen Toleranzen gefertigt werden. Auch die Verbindung mit dem Magnetmantel 10 durch die Bor delverbindung ist sehr genau auszuführen, da durch das Aufeinander liegen von Polscheibe 20 und dem kragenförmigen Rand 33 des Armie rungsteils 31 auf der Stufe 22 beim Bördelvorgang keine bzw. nur sehr geringe Formänderungen und dadurch bedingte Lageabweichungen auftreten können. Damit läßt sich das vorbeschriebene Ventil aus einfachen, kostengünstigen Werkstoffen mit ebenfalls einfachen und kostengünstigen Fertigungsverfahren herstellen und zusammenbauen.

Das dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil mit dem er findungsemäß ausgebildeten Flanschteil eignet sich nicht nur für den beschriebenen Einsatz in Automatikgetrieben. Es ist darüber hinaus auch für eine Vielzahl von anderen Ventilaufgaben in Hydraulikkreis läufen einsetzbar. Die Ausbildung des Flanschteils 21 als Kunst stoffteil 30 mit eingebettetem Arnierungsteil 31 ist nicht auf das hier beschriebene 3/2-Wegeventil mit scheibenförmigem Anker und ku gelförmigem Ventilglied beschränkt. Das beschriebene Flanschteil kann auch für beliebige andere Ventilaufbauten bzw. elektromagne tisch betätigbare Ventile mit anderen Ventilfunktionen eingesetzt werden. Es eignet sich für jede Ventilform, bei der ein Flanschteil zum Einbau und zur Druckmittelversorgung des Ventils mit einem Magnetmantel durch eine Bördelverbindung fest und dauerhaft ver bunden werden soll.

Claims

1. Elektromagnetisch betätigbares Ventil mit einem Gehäusemantel (10), der eine Spule (12) und einen Spulenkern (14) aufnimmt, die über einen Magnetanker (39) mit einem Ventilglied (41) zusammen wirken, und an den ein mit Druckmittelkanälen (48, 49, 45, 46) ver sehenes Flanschteil (21) durch eine Bördelverbindung befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschteil (21) aus einem Kunst stoffteil (30) besteht, in das ein metallisches Armierungsteil (31) eingebettet ist, auf dessen krangenförmigen Rand (33) der umgebör delte Rand (50) des Gehäusemantels (10) aufliegt.

2. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der krangenförmige Rand (33) des Armierungsteils (31) auf einer zwischen Flanschteil (21) und Spule (12) angeordneten Polscheibe (20) aufliegt.

3. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der kragenförmige Rand (33) des Armie rungsteils (31) von einem hohlzylindrischen Grundelement (32) aus geht.

4. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an das hohlzylindrische Grundelement (32) des Armierungsteils (31) auf der dem kragenförmigen Rand (33) abge wandten Stirnseite nach außen abgebogenen Fortsatze (35) ausgehen.

5. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 3 oder 4, da durch gekennzeichnet, daß von dem hohlzylindrischen Grundelement (32) des Armierungsteils (31) auf der dem kragenförmigen Rand (33) abgewandten Stirnseite nach innen abgebogene Fortsätze (34) ausgehen.

6. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach Anspruch 4 oder 5, da durch gekennzeichnet, daß die Fortsätze (34, 35) zumindestens teil weise mit Bohrungen (37) versehen sind.

7. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Armierungsteil (31) ein Stanzblech ist.

8. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den kragenförmigen Rand (33) des Armierungsteils (31) eine Verdrehschutzkerbe (36) eingestanzt ist.

9. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Polscheibe (20) und Flanschteil (21) ein Zwischenraum (38) ausgebildet ist, in dem ein Ventilglied (41) geführt ist, das mit einem im Flanschteil (31) aus gebildeten Ventilsitz (44) zusammenwirkt.

10. Elektromagnetisch betätigbares Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (39) ein Scheibenanker ist, der eine Bohrung (40) aufweist, in die das kugel förmige Ventilglied (41) fest eingesetzt ist.