DE4405915C2

DE4405915C2 - Magnetventil

Info

Publication number: DE4405915C2
Application number: DE19944405915
Authority: DE
Inventors: Norbert Schneider; Friedbert Roether
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 1994-02-24
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2014-02-25
Also published as: DE4405915A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Magnetventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus US-PS 3,521,851 ist ein Magnetventil in der Bauform des 3/2-Wegeventils bekannt, bei dem der Anker in seinen beiden Endstellungen mit Sitzventilen zusammenwirkt. Um den Durchgang des vom Magnetventil gesteuerten Mediums entlang dem Anker zu ermöglichen, ist dieser in seiner Mantelfläche mit gleichachsig verlaufenden Längsnuten versehen. Die Längsnuten vermindern die Führungsfläche des Ankers, mit der dieser beim Schalten des Ventils entlang dem Führungsrohr gleitet. Folglich sind der Anker und das Führungsrohr einem nicht zu vernachlässigenden Verschleiß unterworfen. Die Längsnuten sind aber auch erforderlich, um beim Schaltvorgang des Ankers einen Austausch des Mediums aus dem zwischen dem Anker und dem Polkern befindlichen Raum in sehr kurzer Zeit zu ermöglichen, insbesondere dann, wenn es sich um die Bauform des 2/2-Wegeventils handelt, bei welcher der Polkern keinen Durchgang für das Medium hat.

Das bekannte Magnetventil weist zwei Anschlagkörper im Anker auf, von denen der polkernseitige auf einer Druckfeder abgestützt ist, die in einer Sacklochbohrung des Ankers sitzt. Der Anschlagkörper ist entgegen der Vorspannkraft der Feder im Anker längsbewegbar aufgenommen und weist randseitig zwei diametral gegenüberliegende Ausnehmungen auf. Diese haben den Zweck, das Innere der Bohrung mit dem polkernseitigen Raum zu verbinden. Bei erregtem Magnetventil wird der Anker in Richtung auf den Polkern bewegt, wobei der Anschlagkörper auf einen Ventilsitz des Polkerns trifft. Bei auf dem Ventilsitz abgestütztem Anschlagkörper wird der Anker jedoch bis zum Aufprall auf den Polkern längsverschoben, wobei eine Volumenverringerung der Ankerbohrung auftritt. Das in der Bohrung befindliche Medium kann sich durch die Ausnehmungen des Anschlagkörpers ausgleichen. Von Nachteil sind bei dieser bekannten Ausführungsform jedoch die relativ komplizierte Gestaltung des Ankers und das laute Schaltgeräusch aufgrund des Aufpralls von Metall auf Metall.

Die gattungsbildende DE 82 12 371 U1 beschreibt ein Magnetventil mit einem im wesentlichen als Kreiszylinder ausgebildeten, zwischen einem Polkern und einem Ventilsitz bewegbaren An ker, der in einem Führungsrohr mit geringem radialen Spiel längsgeführt ist, sowie mit im Be reich beider Ankerstirnseiten angeordneten Anschlagkörpern aus gummielastischem Werkstoff, von denen ein randseitig in den Anker eingelassener Anschlagkörper Ausnehmungen aufweist, durch die eine Längsbohrung des Ankers mit einem druckmittelführenden Ventilraum in Ver bindung steht.

Durch die gummielastischen Anschlagkörper wird das Schaltgeräusch gemindert, weil sich der Polkern und der Anker über den gummielastischen Anschlagkörper berühren.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem das Schaltgeräusch weiter reduziert wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt darin, dass sich wegen der konvexen Ausbildung einer der Anschlagflächen zumindest während einer Anfangsphase des Kontaktes eine größere Verformung des gummielastischen Anschlagkörpers ergibt. Bekanntlich resultiert eine höhere Materialverformung in einer größeren Materialdämpfung, so dass das Schaltge räusch des Magnetventils weiter vermindert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Magnetventils möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Magnetventil mit einem Anker, der polkernseitig und ventilsitzseitig gummielastische Anschlagkörper aufweist, und Fig. 2 als Variante einen Abschnitt des Polkerns und des Ankers in gleichem Maßstab wie in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein in Fig. 1 der Zeichnung längsgeschnitten dargestelltes Magnetventil 10 weist als wesentliche Elemente eine Spulengruppe 11 mit einem Anker 12 sowie ein Ventilgehäuse 13 auf.

Die Spulengruppe 11 hat einen von einem Eisenbügel 16 umgriffenen Spulenkörper 17 mit einer Magnetspule 18. Im Spulenkörper 17 ist ein Führungsrohr 19 aufgenommen. In seinem oberen Abschnitt ist das Führungsrohr 19 durch einen Polkern 20 dicht verschlossen. Mit seinem unteren Abschnitt ist das Führungsrohr 19 abgedichtet im Ventilgehäuse 13 aufgenommen. Dort öffnet sich das Führungsrohr 19 in einen Ventilraum 21, welcher mit Anschlußbohrungen 22 und 23 in Verbindung steht. Von der Anschlußbohrung 23 geht ein Kanal 24 aus, der im Ventilraum 21 in einen erhaben ausgebildeten Ventilsitz 25 mündet.

Im Führungsrohr 19 ist der im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildete Anker 12 mit geringem radialen Spiel längsverschiebbar aufgenommen. Der Anker 12 hat eine abgestufte, durchgehende Längsbohrung 28. An beiden Enden des Ankers 12 ist je ein Anschlagkörper 29 und 30 aus gummielastischem Werkstoff aufgenommen. Der ventilsitzseitige Anschlagkörper 29 weist Kreisscheibenform auf; randseitig ist er mit zwei diametral gegenüberliegenden, in der Draufsicht halbkreisförmigen Ausnehmungen 31 versehen. Diese liegen radial außerhalb des Ventilsitzes 25. Durch die Ausnehmungen 31 steht der von der Längsbohrung 28 gebildete Hohlraum des Ankers 12 mit dem Ventilraum 21 in Verbindung. Der ventilsitzseitige Anschlagkörper 29 ist radial und axial unverschiebbar formschlüssig im Anker 12 aufgenommen. Bei nicht erregter Magnetspule 18 ist der Anschlagkörper 29 aufgrund der Wirkung einer vorgespannten Schließfeder 32, welche einerseits am Anker 12 und andererseits am Führungsrohr 19 angreift, am Ventilsitz 25 abgestützt.

Der polkernseitige Anschlagkörper 30 hat ebenfalls die Form einer Kreisscheibe. Er ist radial und axial unverschiebbar mit Formschluß im Anker 12 aufgenommen. Die polkernferne Stirnfläche 35 des Anschlagkörpers 30 ist dabei an einer die Längsbohrung 28 einengenden Stufe 36 des Ankers 12 abgestützt. Der Anschlagkörper 30 weist mittig einen mit der Längsbohrung 28 kommunizierenden Durchbruch 37 auf. Die polkernseitige, eben ausgebildete Stirnfläche 38 des Anschlagkörpers 30 steht um ein geringes Maß über die zugeordnete Ankerstirnseite 39 hervor. Die dem Anschlagkörper 30 gegenüberliegende Stirnfläche 40 des Polkerns 20 ist ebenfalls eben ausgebildet. Zwischen dem Polkern 20 und dem Anker 12 bzw. dessen polkernseitigem Anschlagkörper 30 befindet sich der den Arbeitshub des Ankers bestimmende Spaltraum 41. Dieser steht durch den Durchbruch 37, die Längsbohrung 28 und die Ausnehmungen 31 des ventilsitzseitigen Anschlagkörpers 29 mit dem Ventilraum 21 in Verbindung. Eine druckmittelleitende Verbindung entlang dem Mantel des Ankers 12 ist im wesentlichen nicht gegeben, da die Mantelfläche 42 des Ankers 12 geschlossen, d. h. ohne jede den Kreisquerschnitt des Ankers 12 beeinträchtigende Abflachung oder Nut ausgebildet ist.

Der Ventilraum 21, die Längsbohrung 28 und der Spaltraum 41 sind bei betriebsmäßig montiertem Magnetventil 10 mit Druckmittel gefüllt. Durch Erregen der Magnetspule 18 wird der Anker 12 vom Polkern 20 angezogen. Das im Spaltraum 41 befindliche Druckmittel vermag durch das Ankerinnere auszuweichen. Am Ende des Hubes trifft der Anker 12 mit dem Anschlagkörper 30 auf den Polkern 20. Eine metallische Berührung des Ankers 12 mit dem Polkern 20 tritt nicht auf. Das Schaltgeräusch, welches durch das Aufschlagen des gummielastischen Anschlagkörpers 30 auf den metallenen Polkern 20 verursacht wird, ist stark gedämpft. Beim Abschalten der Spulenerregung wird der Anker 12 aufgrund der Kraft der Schließfeder 32 in seine gezeichnete Stellung zurückbewegt. Dabei greift der ventilsitzseitige Anschlagkörper 29 am Ventilsitz 25 an. Auch hier ist eine metallische Berührung von Anker 12 und Ventilgehäuse 13 ausgeschlossen. Druckmittel vermag vom Ventilraum 21 her den Spaltraum 41 zwischen dem Anker 12 und dem Polkern 20 aufzufüllen.

Die das Schaltgeräusch dämpfende Wirkung wird gleichfalls erzielt, wenn, wie in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet, der Anschlagkörper 30' in den Polkern 20 eingelassen ist. Der Anker 12 trifft beim Arbeitshub mit seiner Stirnseite 39 auf den Anschlagkörper 30'.

Die in Fig. 2 dargestellte Variante zeigt einen axial tiefer in den Anker 12 eingelassenen polkernseitigen Anschlagkörper 30, so daß dieser mit seiner dem Polkern 20 zugewandten Stirnfläche 38 gegenüber der Ankerstirnseite 39 zurücktritt. Der Polkern 20 ist ankerseitig mit einem Vorsprung 45 versehen, welcher gegen den Anschlagkörper 30 konvex ausgebildet ist. Im Zusammenwirken mit der eben ausgebildeten Stirnfläche 38 des Anschlagkörpers 30 wird eine weitere Minderung des Schaltgeräusches erzielt.

Abweichend von dieser Variante ist es auch möglich, die polkernseitige Stirnfläche 38 des Anschlagkörpers 30 konvex auszubilden, während der Polkern eine ebene Stirnfläche aufweist.

Claims

1. Magnetventil (10) mit einem im wesentlichen als Kreiszylinder ausgebildeten, zwischen einem Polkern (20) und einem Ventilsitz (25) bewegbaren Anker (12), der in einem Führungsrohr (19) mit geringem radialen Spiel längsgeführt ist, sowie mit im Bereich beider Ankerstirnseiten angeordneten Anschlagkörpern (29, 30) aus gummielastischem Werkstoff, von denen ein randseitig in den Anker (12) eingelassener Anschlagkörper (29) Ausnehmungen (31) aufweist, durch die eine Längsbohrung (28) des Ankers mit einem druckmittelführenden Ventilraum (21) in Verbindung steht, mit folgenden Merkmalen
die Mantelfläche (42) des Ankers (12) ist geschlossen ausgebildet,
der Anker (12) weist eine konzentrische, durchgehende Längsbohrung (28) auf,
der ventilsitzseitige Anschlagkörper (29) ist mit den randseitigen Ausnehmungen (31) versehen,
der andere Anschlagkörper (30) ist in den Polkern (20) eingelassen oder polkernseitig im Anker (12) befestigt und weist einen Durchbruch (37) auf,
der zwischen dem Polkern (20) und dem Anker (12) befindliche Raum (41) ist durch die Längsbohrung (28) des Ankers und die Ausnehmungen (31) des ventilsitzseitigen Anschlagkörpers (29) mit dem Ventilraum (21) verbunden
dadurch gekennzeichnet, daß
die einander zugewandten Stirnflächen (40, 38) von Polkern (20) oder Anker (12) und Anschlagkörper (30) am einen Teil eben und am anderen Teil konvex ausgebildet sind.

2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der polkernseitige Anschlagkörper (30) scheibenförmig ausgebildet ist und mit seiner einen Stirnfläche (38) über die Ankerstirnseite (39) hervorsteht, während er mit seiner anderen Stirnfläche (35) auf einer Stufe (36) der Längsbohrung (28) des Ankers (12) abgestützt ist.

3. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der polkernseitige Anschlagkörper (30) scheibenförmig ausgebildet ist und mit seiner polkernseitigen Stirnfläche (38) gegenüber der Ankerstirnseite (39) zurücktritt, während er mit seiner anderen Stirnfläche (35) auf einer Stufe (36) der Längsbohrung (28) des Ankers (12) abgestützt ist.