WO2016177753A1 - Elektromagnetventil, verwendung eines solchen sowie sicherheitsrelevantes pneumatiksystem - Google Patents

Elektromagnetventil, verwendung eines solchen sowie sicherheitsrelevantes pneumatiksystem Download PDF

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WO2016177753A1
WO2016177753A1 PCT/EP2016/059940 EP2016059940W WO2016177753A1 WO 2016177753 A1 WO2016177753 A1 WO 2016177753A1 EP 2016059940 W EP2016059940 W EP 2016059940W WO 2016177753 A1 WO2016177753 A1 WO 2016177753A1
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core
guide
valve seat
valve according
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Viktor Raff
Oliver Thode
Helmut Schuster
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Eto Magnetic Gmbh
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    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
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    • F16K31/0686—Braking, pressure equilibration, shock absorbing
    • F16K31/0689—Braking of the valve element

Definitions

  • the invention relates to a solenoid valve, in particular for safety-related pneumatic systems in motor vehicles, according to the preamble of claim 1, with an axially adjustable by energizing an electrical winding within an inner channel of a coil support carrying the winding on a winding section relative to the coil carrier, a core and a valve seat Anchor. Furthermore, the invention relates to a use of such a valve, and the invention relates to a safety-related pneumatic system, in particular a pneumatic brake system for motor vehicle applications, in particular for commercial vehicle applications, preferably an ABS or EBS system.
  • a solenoid valve is known, whose adjustable armature is guided in its axial adjustment on the inner circumference of a bobbin.
  • DE 41 39 670 C2 shows an alternative solenoid valve, in which such an armature guide is also realized.
  • the document shows the one-piece design of the valve seat with the coil carrier.
  • a disadvantage of the known solenoid valve is necessarily massive anchor, which causes a high weight and high production costs.
  • the damping against the core is also realized in a complex manner via a spring pin placed in the armature.
  • the sealing function relative to the valve seat is achieved via a sealing element spaced axially from the spring pin.
  • a solenoid valve for pneumatic systems in motor vehicles is known from DE 10 2005 039 640 A1, which has an armature, which is driven by energizing an electrical winding within an inner channel of a coil carrier carrying the winding, relative to a core and relative to a first valve seat.
  • FIG. 3 an electromagnetic valve device is shown in which non-elastomeric spacer means protrude axially into the armature, which is guided exclusively on its outer circumference, with comparatively large radial play, in order to cooperate with an elastomeric sealing element for damping the stop ,
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a solenoid valve with an adjustable to limit the axial length within an inner channel of a coil carrier armature, in which the risk of anchor clamps is minimized, in particular to the solenoid valve for safety-relevant To be able to use pneumatic systems in motor vehicles, in particular in commercial vehicles. Furthermore, the object is to provide a safety-relevant pneumatic system, in particular a brake system with at least one such solenoid valve.
  • the invention is based on the idea, to avoid Ankerklemmern and for simultaneous, at least partially receiving the preferably designed as a sleeve stump or sleeve anchor within an inner channel of the bobbin the anchor not or at least not exclusively as in the prior art on its outer circumference, but Instead, to realize an anchor inner guide, and admittedly via a guide component fixed to the core, preferably contacting the core directly or connected directly to the core, on whose outer circumference the armature is guided with an inner circumference (of the guide channel) having a guide diameter.
  • the preferably magnetically non-conductive or poorly conductive guide member to ensure good axis parallelism on the, preferably in sections in the inner channel of the bobbin (winding carrier) recorded core and extends axially within a coil carrying winding section of the bobbin, wherein the guide member preferably axially penetrates the bobbin.
  • a guide channel (guide opening) is formed within the armature whose inner circumference is limited to the outer circumference of a core fixed, in particular as will be explained later, a guide play pressed into a core recess, around the armature by means of the guide component To lead to its inner circumference, either in addition to a guide of the armature on its Au DTelle or preferably alternatively without additional anchor outer guide, ie only by means of the guide member.
  • the armature is guided exclusively on its inner circumference via the guide component, which guides the armature with a guide section located radially inside the winding section of the coil support.
  • the solution according to the invention in which the coil carrier and guide component are designed as separate or independent components, has the advantage that the components material-optimized with respect to their respective function and not necessarily be made of the same material.
  • the coil carrier material to meet appropriate strength requirements contain Glasturaismeischungen
  • the guide member does not contain Glasmaschineismeischung or preferably at least a smaller weight percent of glass fibers than the bobbin material to prevent or at least minimize the effect that Edge protruding glass fibers adversely affect the friction between armature and guide dome.
  • the guide component material can be optimized with regard to improved tribological and as low as possible abrasive properties by the inventive separate formation of coil carrier and guide component, while the Spulenlinima- material can be optimized especially in view of increased strength requirements.
  • an appropriate material opti- tion for the formation of the guide member in a further development of the invention can be advantageously dispensed with a Reibminimierende anchor coating, in particular a PTFE coating.
  • Guide member and anchors are implemented, in particular in a particularly preferred embodiment to be explained later, in which the guide member is pressed by pressing into a, preferably designed as a blind hole, preferably concentric recess in the core.
  • the guide component is configured rod-shaped, at least in a guide section accommodated in the guide channel (guide opening) of the anchor, in particular with a contour of a circular cylinder rod.
  • the guide member as a whole, i. axially continuous rod-shaped, particularly preferably in the form of a circular base having a cylinder.
  • the guide component and the coil carrier can be made of different materials to fulfill different requirements.
  • the bobbin made of plastic in particular by the realization of a plastic injection molded part, it is advantageous if it is a glass fiber reinforced plastic.
  • the guide member is also to be made of plastic, it is advantageous if the material used here contains no glass fiber addition or at least one, preferably at least 10%, lower weight percent of glass fibers than the plastic of the bobbin.
  • the guide component made of plastic it is preferred if the guide component material friction-minimizing admixtures, in particular PTFE are added. It is also possible - regardless of the specific design of the bobbin carrier - to design the guide component made of metal, in particular of a brass alloy. The metal should be chosen so that it does not conduct the functionally occurring in a solenoid valve according to the invention magnetic flux or at least poorly. By realizing a metal guide component even more precise roundness requirements can be met.
  • the core preferably formed as a blind hole, even more preferably stepped recess and the, preferably rod-shaped guide member by pressing into this depression on the core fix.
  • an interference fit is formed between the inner circumference of the aforementioned recess and a fixing section of the guide component.
  • the guide member is exclusively determined by pressing into the recess, ie by implementing a press fit on the core, which, as will be explained below, additionally or alternatively other (additional or alternative) fastening measures can be implemented.
  • the Guide member by gluing to the core to this set. It is also possible (additionally or alternatively) to fix the guide component to the core, ie to position it firmly, in which the guide component, in particular axially against the core is spring-loaded or, in particular with a preferably provided return spring for the armature, the Anchor from the core axially away Federkaft- acted upon.
  • the guide component preferably has an annular shoulder on which the preferably acting as a return spring pressure spring for pressing the guide member can be supported on the core. The guide component preferably braces axially against the core by means of this annular shoulder.
  • the annular shoulder ie the peripheral collar of the guide component, on which preferably a corresponding spring is supported, preferably lies on an annular shoulder of a depression, which is then preferably in the form of a stepped depression, in particular stepped bore, in the core or is supported axially therefrom.
  • the guide component is additionally accommodated in a recess of the core, in which case a press fit need not necessarily be realized here. It is also preferred if, in the case of the implementation of the abovementioned spring solution, the guide component protrudes into a recess in the core or is partially accommodated therein, whereby an interference fit does not necessarily have to be provided here as well, however, if required can.
  • a return spring can be partially accommodated in a broadened depression section facing the anchor in order to apply spring force to the anchor in the direction of the valve seat.
  • the return spring additionally serves as a pressure spring for pressing the guide component to the core in order to fix the guide component in this way to the core, ie to position it firmly to this.
  • an adhesive bond and / or a compression with the core depression can additionally be provided.
  • the armature is guided on the guide member over at least half its Ankeraxialerstreckung. If required, the armature may be guided on its outer circumference on the coil carrier in an axial adjustment movement in addition to the realized armature inner guide, preferably, at least in sections, more preferably completely axially outside the winding section.
  • the radial guide clearance between the outer circumference of the guide dome and the inner circumference of the armature is smaller than a radial play between the outer circumference of the armature and tube in order to obtain a valve optimized with regard to a minimized anchor clamping tendency.
  • the guide play (radial clearance) between the inner circumference of the armature and the outer circumference of the guide dome preferably consists of a value range between 0.01 mm and 0.1 mm (corresponds to a diameter difference between the inner diameter of the armature and the outer diameter of the guide dome between 0.02 mm and 0.2mm).
  • a minimum Gap width (radial play) between the outer circumference of the armature and the inner circumference of the tube greater than the aforementioned radial play, preferably greater than 0.15 mm, more preferably greater than 0.2 mm.
  • the armature interacts directly with the valve seat - but particularly preferred is an embodiment in which the sealing function is realized via a sealing element, more preferably via an elastomeric part, wherein even more preferably the sealing element is fixed positively to the armature, preferably in that the sealing element is held in an annular groove formed in the armature or a radial recess, in particular in the region of an axial armature end region facing the valve seat, in order to be able to cooperate axially with the valve seat.
  • the valve seat is preferably located on an axial side of the core facing away from the core.
  • the sealing element cooperates sealingly with its valve seat facing axial side in a corresponding switching position with the valve seat and in a ner, adjusted in the direction of the core switching position with the guide member, in particular an axial free end of the, preferably rod shaped, guide component.
  • the sealing element has a double function.
  • the sealing element in particular if this is designed as an elastomeric part, acts as an end stop damping element on both axial sides, preferably in an elastomer material, so that the elaborate spring pin construction shown in the prior art is dispensed with and moreover has a Sealing function for sealing the valve seat.
  • This advantageous embodiment of the solenoid valve is particularly easy to implement when the guide member extends axially to radially within the winding section in the armature, whereby the respective interaction surfaces for interaction with the valve seat and the core closer together than in the prior art. As a result, it is structurally advantageously possible to realize the above-described double function of a sealing element.
  • the length would be this one-piece elastomeric part in the order of the armature length and through the elastomer typical expansion coefficient between about 130 and 185 x 10 "6 mm / K Typically, show several tenths of a millimeter of thermal expansion, particularly in the typical temperature range for motor vehicles between about - 40 ° C and 125 ° C plus self-heating This expansion would have to be maintained in the armature stroke, but a larger armature stroke design with the same closing force oversizing the magnet with a larger iron and copper content in the flow circle requires and thus in addition to an increased space requirement would lead to increased production costs.
  • the axial extent of the sealing element which then interacts both with the guide component and with the opposite valve seat, is significantly less than the axial extent of the armature.
  • the axial extent of the sealing element is less than 50%, more preferably less than 40%, most preferably less than 30% of the axial extent of the armature.
  • the axial extent of the sealing element fulfilling a dual function is selected from a value range between about 10% and 30%, even more preferably between about 15% and 25% of the axial anchor length.
  • the sealing element the double function previously described in detail occurs, is preferably dispensed with a separate from the sealing element Hubendlagendämpfungselement for interaction with the core and / or the guide member.
  • an armature interior which is bounded at one end by the anchoring element at the anchor and the other end of the guide member, fluidly adjacent to a fluid space radially adjacent to connect to the valve seat and / or a working port of the elastomeric solenoid valve.
  • the pressure level of a working connection of the electrode romagnetventils, while within the valve seat preferably a supply port pressure is applied.
  • the electromagnetic valve according to the invention is significantly reduced in weight compared to a Vollmaterialyour.
  • the sleeve which is at least partially sleeve-shaped or sleeve-shaped, in the form of a rotating part, with cost-effective production being preferred by sintering or cold extrusion, in any case as a molded component.
  • the resulting weight reduction is also for the magnetic design, i.a.
  • the copper content of the winding advantageous because at the same vibration safety a preferably provided, more preferably axially received between the core and armature, return spring, against the spring force of the armature is energized when energizing the winding, can be designed weaker, than in a comparable solid anchor.
  • the guide member extends far axially within the inner channel. It is particularly preferred if the guide component protrudes into the winding section axially over at least a quarter of the axial extent of the winding or of the winding section, very particularly preferably over at least one third of the axial extension of the winding section, even more preferably at least approximately around the half axial - Extension of the winding section, so that a minimum axial length with good functionality and space-optimized attachment of the core, preferably within the bobbin is possible. Also, an embodiment is feasible, in which the guide member axially completely passes through the winding section.
  • the core is arranged at least in sections within the coil carrier in order to ensure good axial parallelism of the guide component fixed to the core.
  • an embodiment in which the core is sealed relative to the coil carrier in the radial direction, in particular via a ring seal provided on the outer circumference of the core and / or via a ring seal provided on the inner circumference of the coil carrier, is particularly preferred in this case for a compressed air outlet in the axial direction in a region between coil carrier and core.
  • the magnetic flux conductive preferably designed as a valve housing, Flussleitblechs, adjustable and / or is set. In this way, an optimized energy efficiency of the electromagnetic drive can be realized. In addition, such an assembly is well manageable given tolerances.
  • valve can be preferably designed as in the energized state of the winding closed valve, in particular 2/2-way valve, in which case the return spring preferably strikes the armature in the direction of the spring-force.
  • the guide component is tubular and / or sleeve-shaped with a preferably centric, continuous bore. This allows one to interact with a closure unit embodied on the armature in the manner of an additional valve seat, while at the other end (ie typically in a core-side outlet area opposite the armature) the guide component forms a fluid inlet or outlet.
  • a 3/2-way valve is then produced, in a further development of the previously described 2/2-way valve, namely by the fact that the armature by means of the closure unit alternately through the fluid inlet or outlet and the associated additional valve seat.
  • valve seat and, in an opposite setting or switching position, can close the additional valve seat.
  • the associated, further education end of the tubular guide member provided Fluidein- or -lasslass as a vent for switching pneumatic fluid in the context of a pneumatic valve
  • the (typically the additional valve seat opposite The valve seat opens or closes a pressure connection in a controlled manner and thereby a fluid communication, depending on an armature position and thus a position of the armature-side closure unit, from the pressure connection to a normally provided adjacent working port, in the alternative switching position from the working port to the means of tubular guide member allowed vent, release.
  • the closure unit end side or bottom side provided on the (preferably cross-section sleeve or cup-like) anchor, such that thereby in the context of the present invention, the anchor by means of its guide channel from the (tubular or sleeve-shaped ) Guiding component is guided, at the same time engages over this guide member axially and, in an associated armature position and closing position, by closing the closure unit on the additional valve seat closes the guide member.
  • this closure unit it is particularly important kart to realize this closure unit with several different materials more preferably so that on the one hand elastic sealing material can grip directly on the additional valve seat and the axially opposite valve seat, this elastic material but then itself, more preferably in cross-sectional double T Contour, is held in a support portion of inelastic, more preferably polymeric material, which in turn is then favorably connected to a (typically metallic) material of the armature.
  • This usually rigid support portion then has a further preferred radially edge-side passage or breakthrough, which is provided so that the closure unit in a sealing position on the valve seat (and thus with exposed additional valve seat) allows Fuidkommunikation to the open tubular or sleeve-shaped guide member In other words, in this position then about a working port of the valve fluid flow through the passage (eccentric) in the support portion of the closure unit can flow to the open guide member and a thus realized end venting output. Also structurally, such a development is advantageous because it allows a largely automatable production and assembly, and in addition causes the preferred polymeric material used by its low weight a reduced moving mass of the armature, combined with advantageous magnetic flux properties.
  • the alternative embodiment provides for a one-piece construction of the guide component on the core, for example in that the guide component, suitably stepped or reduced in diameter, is worked out as an extension of a core body made of a suitable magnetically conductive metal material.
  • a treatment can then be carried out in particular in the region of the guide component and to avoid the disadvantageous magnetic shunts mentioned, for example by a lateral annealing or the like, a magnetically impermeable or poorly conductive sleeve section can be produced, in turn complementarily or alternatively a magnetic surface coating Reduce short-circuit effects.
  • the invention also leads to a safety-relevant pneumatic system, in particular a (pneumatic) brake system for motor vehicle applications, preferably for commercial vehicle applications.
  • the safety-relevant system is very particularly preferably an ABS or EBS brake system in which a solenoid valve designed according to the concept of the invention is used, which particularly preferably assumes the function of an ABS brake valve or an EBS brake valve. Due to the robust design principle, the suitability for such safety-relevant electromagnetic valves in safety-related Levanten pneumatic systems given. Independently of this, the valve designed according to the concept of the invention, preferably designed as a pneumatic valve, can also be used for other, not necessarily vehicle-specific and / or safety-relevant applications.
  • FIG. 2 is a sectional view of one as in the de-energized Condition closed 2/2-way valve in an alternative embodiment with axially against the core spring-loaded guide member
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view of a turn to the aforementioned
  • Embodiments alternative embodiment as a 3/2-way valve with tubular or sleeve-shaped guide member, which for a bottom side provided at the anchor seal closure (closure unit) an additional valve seat, assigned an upper vent port, offers.
  • FIG. 1 shows a design of a solenoid valve designed according to the concept of the invention as a 2/2-way valve in zero position. shown closed version.
  • plastic bobbin 1 which carries an energizable winding 2 in an axial winding section. The energization of the winding 2 via a contact pin 3.
  • the bobbin 1 is preferably formed as a plastic injection molded part of a plastic material with Glasmaschineièreischung.
  • an inner channel 4 which is limited by this and is realized as a through-channel, is formed with an inner circumference 5.
  • a sleeve-shaped armature 6 is received, which is provided with a guide channel 8 which is open on the side facing away from the core 7 side.
  • the armature 6 is axially adjustable within the inner channel 4 of the bobbin 1, here in the plane upwards in the direction of the core 7.
  • a return spring 9 is provided, which at one end on Core 7 and others at the anchor 6 is supported.
  • the coil support 1 is enclosed by a magnetic flux conducting, metallic housing 10, so that the magnetic flux within the core 7 in the axial direction away from the armature 6 then radially outwardly into the housing 10, then again axially within the housing 10 on the winding 2 over in the drawing plane down and again inside the housing 10 can flow radially in nen, via an air gap formed by the bobbin 1 and a radial gap 1 1 in the armature 6 and in this axial Direction to the core 7, wherein the magnetic flux has to bridge an air gap formed between the armature 6 and core 7 12.
  • the housing 10 is at the same time a Jochinfunktion.
  • the guide member 13 is guided with its guide portion 14 axially into the guide channel 8 (guide opening) of the armature 6 and thereby projects beyond the winding portion of the bobbin in the direction of the valve seat.
  • a guide gap 15 is formed, which is dimensioned significantly smaller than the radial gap 1 1 between the inner periphery of the inner channel 4 and the outer periphery of the armature 6, so that the armature 6 is guided exclusively on its inner circumference, but not on the inner circumference of the inner channel 4.
  • a stepped, open in the direction of armature 6, formed as a blind hole opening recess 16 is introduced, in which in the embodiment, axially continuous rod-shaped and nikzy- linderförmig contoured guide member 13 is press-fitted with an end fixing portion 17.
  • a corresponding interference fit is formed between the outer circumference of the fixing section and the inner circumference of the recess 16, more precisely of a diameter-reduced portion of the recess 16 facing away from the valve seat.
  • the spring 9 is received in a common recessed portion and there is axially supported on an annular shoulder.
  • the return spring 9 is axially interspersed by the guide member 13.
  • valve seat 20 is formed on a valve seat portion 21, which is formed integrally with the coil carrier 1.
  • a supply channel 28 which connects the valve seat 20 with a supply port P fluidly.
  • the armature can be supported axially by a lifting-end damping element 22, which is penetrated by the guide component 13 and which is likewise fixed axially spaced from the sealing element 18 in an inner peripheral groove of the armature.
  • a lifting-end damping element 22 which is penetrated by the guide component 13 and which is likewise fixed axially spaced from the sealing element 18 in an inner peripheral groove of the armature.
  • the Hubendlagendämp- tion element 22 is omitted and instead the damping function with appropriate dimensioning adaptation, in particular extension of the guide member 13, is taken over by the sealing element 18, which so far endanschlagsdämpfende with its remote from the valve seat 20 axial end face the free end face of the guide member 13 can cooperate.
  • valve seat 20 When the valve seat 20 is open, ie when the winding 2 is energized, compressed air can flow via a first, designed as a central channel fluid channel, here the supply channel 28 in a region radially adjacent the valve seat 20 and from there via a second fluid channel 26 axially back towards the working port A.
  • a first designed as a central channel fluid channel
  • the supply channel 28 in a region radially adjacent the valve seat 20 and from there via a second fluid channel 26 axially back towards the working port A.
  • an armature interior 27 delimited axially by the guide component 13 and the sealing element 18 and peripherally by the armature 6 is fluid-conductively connected via an axial channel 29 to the region radially adjacent to the valve seat 20, ie to the second fluid channel 26 or the supply line - conclusion A, so as to compensate for an adjustment of the armature relative to the guide member 13, the variable volume of the armature interior 27 with fluid, in particular air.
  • the solenoid valve can also be flowed through in
  • the guide component 13 has an annular shoulder 30 (collar or circumferential collar) on which the restoring spring 9 is axially supported, thus the annular shoulder 30 and thus the guide component 13 is spring-loaded axially against the core 7 and fixed in this way.
  • the Federkraftbeetzschlagung of the guide member 13 may be the only axial attachment of the guide member to the core.
  • gluing of the guide component 13 to the core 7 can additionally be realized and / or the realization of a press fit between the fixing portion 17 and the core 7. It is also possible to combine in the embodiment of FIG.
  • the realization of a press fit with a bonding or alternatively to dispense with the realization of a press fit and define the guide member exclusively by gluing the core wherein it is generally preferred when a Verklebeans and / or a pressing force solution, the guide member 13 is received in a, in particular designed as a blind hole recess in the core. It may, but then not necessarily a press fit must be realized, since the actual fixation is preferably carried out with the aid of a suitable adhesive or by means of the pressure spring.
  • FIG. 3 shows, in a longitudinal sectional view, analogous to FIGS. 1, 2 and the associated description, a further variant of the present invention in a preferred embodiment.
  • the embodiment of Fig. 3 differs from the above-described embodiments in particular by the special design of the guide member (here with the reference numeral 40 see) as a tubular or sleeve-shaped assembly, which, fitted into an axially extending bore in the core 7 and additionally sealed against the core 7 of an annular seal 44, in the direction of a (in the plane above) outlet end 46 (flush with the core 7 extending) offers a vent port E for the shown 3/2 valve variant, while at the opposite end the sleeve body 40, a further valve seat 42, insofar as axially opposite the valve seat 20, is offered.
  • Identical reference numerals with the aforementioned embodiments illustrate so far identical geometric or constructive relationships and the same modules.
  • closure unit 48 namely in the form of a carrier body 50 made of a hard polymer material, in which passages to the open valve seat 42 on the one hand radially edge-side in the form of a plurality of axially parallel bores or openings 52
  • a polymeric sealing material 54 shown in a cross-sectionally double T-configuration, held in a mechanically secure and non-positively locking manner, respectively forms sealing faces assigned to or associated with the valve seats 20 and 42.
  • the assembly 48 realized in the manner shown is capable of being mass-produced and can be produced automatically in the anchor body 6, preferably at the bottom end.
  • tubular guide member 40 is made of a suitably made by injection molding plastic material suitable for axial anchoring ring heels 60, in principle, a one-piece design with the core 7 as an axial, enlarged in diameter continuation of the metal body 7, in turn advantageous in terms of further training with suitable dimensional decreased or decreased the magnetic conductivity beyond the cone portion 12.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für sicherheitsrelevante Pneumatiksysteme in Kraftfahrzeugen, mit einem durch Bestromen einer elektrischen Wicklung axial innerhalb eines Innenkanals (4) eines die Wicklung (2) an einem Wicklungsabschnitt tragenden Spulenträgers (1) relativ zu dem Spulenträger (1), einem Kern (7) sowie einem Ventilsitz (20) verstellbaren Anker (6). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in dem Anker (6) ein Führungskanal (8) ausgebildet ist, in den axial ein an dem Kern (7) festgelegtes Führungsbauteil (13; 40) zum Führen des Ankers (6) bei seiner axialen Verstellbewegung hineinragt.

Description

Elektromaqnetventil, Verwendung eines solchen sowie sicherheitsrelevantes Pneumatiksvstem
Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für sicherheitsrelevante Pneumatiksysteme in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , mit einem durch Bestromen einer elektrischen Wicklung axial innerhalb eines Innenkanals eines die Wicklung an einem Wicklungsabschnitt tragenden Spulenträgers relativ zu dem Spulenträger, einem Kern sowie einem Ventilsitz verstellbaren Anker. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Ventils, und die Erfindung betrifft ein sicherheitsrelevantes Pneumatiksystem, insbesondere ein Pneumatik-Bremssystem für Kraftfahrzeuganwendungen, insbesondere für Nutzfahrzeuganwendungen, bevorzugt ein ABS- oder EBS-System.
Aus der DE 93 000 39 U1 ist ein Elektromagnetventil bekannt, dessen verstellbarer Anker bei seiner axialen Verstellbewegung am Innenumfang eines Spulenträgers geführt ist. Die DE 41 39 670 C2 zeigt ein alternatives Elektromagnetventil, bei dem eine derartige Ankerführung ebenfalls realisiert ist. Darüber hinaus zeigt die Druckschrift die einteilige Ausbildung des Ventilsitzes mit dem Spulenträger. Nachteilig bei dem bekannten Elektromagnetventil ist jedoch der notwendigerweise massive Anker, was ein hohes Gewicht und hohe Herstellungskosten verursacht. Die Dämp- fung gegenüber dem Kern ist zudem aufwändig über einen im Anker platzierten Federstift realisiert. Die Dichtungsfunktion gegenüber dem Ventilsitz wird über ein axial von dem Federstift beabstandetes Dichtelement gelöst. Vorstehende Bauformen von Elektromagnetventilen haben sich nicht für sicherheitsrelevante Anwendungen, beispielsweise für ABS- oder EBS- Bremsventile in Nutzfahrzeug-Druckluftbremsen durchgesetzt, da deren Funktionstüchtigkeit nicht unter allen Einsatzbedingungen gewährleistet ist. So kann es im Extremfall, beispielsweise durch eine ungewollte Über- bestromung zu einer Überhitzung der Wicklung (Spule) kommen, wodurch der Spulenträger seinen Innendurchmesser, der bei den bekannten Ausführungsformen das Führungsspiel zum Anker definiert, verringern, was die Gefahr von Ankerklemmern mit sich bringt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Wicklung, die mit einem entsprechenden Wickelzug aufgebracht ist, dafür verantwortlich ist, dass der Kunststoff des Spulenträ- gers bei einer Erwärmung sich nicht oder nur in einem geringen Maß nach außen ausdehnt, sondern nach radial innen gezwungen wird, was zu der vorerwähnten, problematischen Verringerung des Spulenträgerinnen- durchmessers führt.
Aus der DE 10 2005 039 640 A1 ist ein Elektromagnetventil für Pneumatiksysteme in Kraftfahrzeugen bekannt, das ein durch Bestromen einer elektrischen Wicklung innerhalb eines Innenkanals eines die Wicklung tragenden Spulenträgers relativ zu einem Kern sowie relativ zu einem ersten Ventilsitz verstellbaren Anker aufweist.
In der DE 10 201 1 052 526 A1 der Anmelderin ist in Fig. 3 eine elektromagnetische Ventilvorrichtung gezeigt, bei welcher axial in den ausschließlich an seinem Außenumfang geführten Anker mit vergleichsweise großem Radialspiel nicht-elastomere Distanzmittel hineinragen, um mit einem elastomeren Dichtungselement zur Anschlagdämpfung zusammenzuwirken.
Zum weiteren Stand der Technik, der sich mit Elektroventilen beschäftigt, werden die DE 10 2008 042 731 A1 , die US 2010/0252761 A1 , die DE 10 2008 060 483 A1 , die DE 10 2006 055 833 A1 , die DE 10 2004 001 565 A1 , die DE 102 53 769 A1 und die US 4,341 ,241 A1 genannt. Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektromagnetventil mit einem zur Begrenzung der axialen Baulänge innerhalb eines Innenkanals eines Spulen- trägeres verstellbaren Anker anzugeben, bei dem die Gefahr von Ankerklemmern minimiert wird, insbesondere um das Elektromagnetventil für sicherheitsrelevante Pneumatiksysteme in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Nutzfahrzeugen einsetzen zu können. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein sicherheitsrelevantes Pneumatiksystem, insbesondere ein Bremssys- tem mit mindestens einem solchen Elektromagnetventil anzugeben.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Elektromagnetventils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, d.h. bei einem gattungsgemäßen Elektromagnetventil dadurch, dass in dem Anker ein Führungskanal ausgebildet ist, in den axial ein an dem Kern festgelegtes Führungsbauteil zum Führen des Ankers bei seiner axialen Verstellbewegung hineinragt. Hinsichtlich des sicherheitsrelevanten Pneumatiksystems wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 19 sowie durch die Verwendung nach dem Anspruch 18 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur Vermeidung von Ankerklemmern und zur gleichzeitigen, zumindest abschnittsweisen Aufnahme des bevorzugt als Hülsenstumpf oder Hülse ausgebildeten Ankers innerhalb eines Innenkanals des Spulenträgers den Anker nicht oder zumindest nicht ausschließlich wie im Stand der Technik an seinem Außenumfang zu führen, sondern stattdessen eine Ankerinnenführung zu realisieren, und zwar über ein am Kern festgelegtes, bevorzugt den Kern dabei unmittelbar kontaktierendes bzw. unmittelbar mit dem Kern verbundenes Führungsbauteil, an dessen Außenumfang der Anker mit einem einen Führungsdurchmesser aufweisenden Innenumfang (des Führungskanals) geführt ist. Dabei ist, wie ausgeführt, das bevorzugt magnetisch nicht oder schlecht leitende Führungsbauteil zur Gewährleistung einer guten Achsparallelität an dem, bevorzugt abschnittsweise im Innenkanal des Spulenträgers (Wicklungsträgers) aufgenommenen Kern festgelegt und erstreckt sich axial innerhalb eines die Wicklung tragenden Wicklungsabschnittes des Spulenträgers, wobei das Führungsbauteil bevorzugt den Spulenträger axial durchsetzt. Anders ausgedrückt ist erfindungsgemäß innerhalb des Ankers ein Führungskanal (Führungsöffnung) ausgebildet, dessen Innenumfang mit dem Außenumfang eines am Kern fixierten, insbesondere wie später noch erläutert werden wird, in eine Kernvertiefung einge- pressten, Führungsbauteils ein Führungsspiel begrenzt, um den Anker mittels des Führungsbauteils an seinen Innenumfang zu führen, entweder zusätzlich zu einer Führung des Ankers an seinem Au ßenumfang oder bevorzugt alternativ hierzu ohne zusätzliche Ankeraußenführung, d.h. ausschließlich mittels des Führungsbauteils. Anders ausgedrückt ist es besonders bevorzugt, wenn der Anker ausschließlich an seinem Innenumfang über das Führungsbauteil geführt ist, welches den Anker mit einem radial innerhalb des Wicklungsabschnittes des Spulenträgers befindlichen Führungsabschnitt führt. Hierdurch ist es möglich, den Radialspalt (Luftspalt) zwischen dem Ankeraußendurchmesser und Innenkanaldurchmes- ser zu vergrößern, so dass selbst bei einer Verringerung des Innenkanal- durchmessers, in Folge einer Überhitzung, keine Gefahr eines Ankerklemmers besteht. Der Führungskanal selbst befindet sich dabei ausreichend radial beabstandet von dem kritischen Heißbereich der Wicklung, insbesondere auch beabstandet über den Anker selbst, so dass eine mög- liehe temperaturbedingte Ausdehnung des Außendurchmessers des Führungsbauteils vergleichsweise gering ausfällt, mit der Folge, dass das Führungsspiel zwischen dem Außendurchmesser des Führungsbauteils und dem Innenumfang des Ankers wesentlich geringer ausgelegt werden kann. Dies wiederum beeinflusst vorteilhaft den tribologischen Verschleiß und garantiert somit bei gleichzeitig minimierter Gefahr von Ankerklem- mern die Lebensdauer des nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Elektromagnetventils, was dieses für den Einsatz in sicherheitsrelevanten KFZ-Pneumatik-Systemen prädestiniert.
Im Gegensatz zu einer alternativ realisierbaren Konfiguration, bei der eine Ankerführung einteilig mit dem Spulenträger ausgebildet ist, hat die erfindungsgemäße Lösung, bei der Spulenträger und Führungsbauteil als voneinander separate, bzw. eigenständige Bauteile ausgeführt sind den Vorteil, dass die Bauteile hinsichtlich ihrer jeweiligen Funktion materialoptimiert werden können und nicht zwingend aus demselben Material ausges- taltet sein müssen. So kann, wie später noch erläutert werden wird, beispielsweise das Spulenträgermaterial zur Erfüllung entsprechender Festigkeitsanforderungen Glasfaserbeimischungen enthalten, während das Führungsbauteil keine Glasfaserbeimischung enthält oder bevorzugt zumindest einen geringeren Gewichtsprozentanteil an Glasfasern als das Spulenträgermaterial, um zu verhindern oder den Effekt zumindest zu minimieren, dass sich randseitig überstehende Glasfasern negativ auf das Reibungsverhalten zwischen Anker und Führungsdom auswirken. Insbesondere bei einem hohen Glasfasergewichtsanteil ist mit einer abrasiven Wirkung im Führungsbereich zwischen Anker und Führungsbauteil zu rechnen, was sich über die Laufzeit negativ auf eine Leckagemenge auswirken kann. Ganz allgemein kann durch die erfindungsgemäße, separate Ausbildung von Spulenträger und Führungsbauteil das Führungsbauteilmaterial hinsichtlich verbesserter tribologischer und möglichst geringer abrasiver Eigenschaften optimiert werden, während das Spulenträgerma- terial insbesondere im Hinblick auf erhöhte Festigkeitsanforderungen optimiert werden kann. Auch kann durch eine entsprechende Materialopti- mierung zur Ausbildung des Führungsbauteils in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil auf eine reibminimierende Ankerbeschichtung, insbesondere eine PTFE-Beschichtung verzichtet werden. Durch die feste Positionierung des Führungsbauteils am, insbesondere im Kern und einer bevorzugt gleichzeitigen festen Fixierung des Kerns an einem dem Spulenträger umschließenden und fest relativ zu diesem positionierten Gehäuse sowie durch die bevorzugt abschnittsweise Aufnahme des Kernes im Spulenträgerinnenkanal kann eine ausreichend gute Achs- Parallelität zwischen Spulenträger, Führungsbauteil und Anker umgesetzt werden, insbesondere bei einer besonders bevorzugten, später noch zu erläuternden Ausführungsform, bei der das Führungsbauteil durch Einpressen in eine, bevorzugt als Sacklochöffnung ausgebildete, bevorzugt zentrische Vertiefung im Kern eingepresst ist.
Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn das Führungsbauteil zumindest in einem im Führungskanal (Führungsöffnung) des Ankers aufgenommenen Führungsabschnitt stangenförmig ausgestaltet ist, insbesondere mit einer kreiszylinderstangenförmigen Konturierung. Besonders zweckmäßig, insbesondere im Hinblick auf eine später noch zu erläuternde Fixierung des Führungsbauteils in einer Kernvertiefung durch Einpressen, ist es bevorzugt, wenn das Führungsbauteil insgesamt, d.h. axial durchgehend stangenförmig ausgebildet ist, besonders bevorzugt in Form eines eine kreisförmige Grundfläche aufweisenden Zylinders.
Wie vorstehend bereits erläutert, können das Führungsbauteil und der Spulenträger aus unterschiedlichen Materialien zum Erfüllen unterschiedlicher Anforderungen ausgestaltet sein. Für den bevorzugten Fall der Ausbildung des Spulenträgers aus Kunststoff, insbesondere durch die Reali- sierung eines Kunststoffspritzgussteils ist es von Vorteil, wenn es sich um einen glasfaserverstärkten Kunststoff handelt. Für den bevorzugten Fall, dass das Führungsbauteil ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet werden soll ist es von Vorteil, wenn hier das zur Anwendung kommende Material keine Glasfaserbeimischung enthält oder zumindest einen, bevorzugt um mindestens 10%, geringeren Gewichtsprozentanteil an Glasfasern als der Kunststoff des Spulenträgers.
Für den Fall der Ausbildung des Führungsbauteils aus Kunststoff ist es bevorzugt, wenn dem Führungsbauteilmaterial reibungsminimierende Beimischungen, insbesondere PTFE beigemischt sind. Auch ist es mög- lieh - unabhängig von der konkreten Ausbildung des Spulenträgers - das Führungsbauteil aus Metall, insbesondere aus einer Messinglegierung auszubilden. Das Metall sollte so gewählt sein, dass es den funktionsbedingt bei einem erfindungsgemäßen Elektromagnetventil auftretenden magnetischen Fluss nicht oder zumindest schlecht leitet. Durch die Reali- sierung eines Metall-Führungsbauteils können noch exaktere Rundheitsanforderungen erfüllt werden.
Im Hinblick auf die konkrete Realisierung der festen Verbindung zwischen dem Führungsbauteil und dem Kern, ist es bevorzugt in dem Kern eine, bevorzugt als Sacklochöffnung ausgebildete, noch weiter bevorzugt gestufte, Vertiefung vorzusehen und das, bevorzugt stabförmige Führungsbauteil durch Einpressen in diese Vertiefung am Kern zu fixieren. Anders ausgedrückt ist zwischen dem Innenumfang der vorgenannten Vertiefung und einem Fixierabschnitt des Führungsbauteils eine Presspassung aus- gebildet. Ganz besonders bevorzugt ist das Führungsbauteil ausschließlich durch Einpressen in die Vertiefung, d.h. durch das Realisieren einer Presspassung am Kern festgelegt, wobei, wie im Folgenden noch erläutert werden wird, zusätzlich oder alternativ andere (zusätzliche oder alternative) Befestigungsmaßnahmen umsetzbar sind. Zusätzlich oder alternativ zur Realisierung einer Presspassung zwischen dem Führungsbauteil und der Kernvertiefung ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, das Führungsbauteil durch Verkleben mit dem Kern an diesem festzulegen. Auch ist es (zusätzlich oder alternativ) möglich das Führungsbauteil am Kern festzulegen, d.h. fest zu diesem zu positionieren, in dem das Führungsbauteil, insbesondere axial gegen den Kern federkraftbeaufschlagt wird bzw. ist, insbesondere mit einer bevorzugt vorgesehenen Rückstellfeder für den Anker, die den Anker von dem Kern axial weg federkaft- beaufschlagt. Bevorzugt weist das Führungsbauteil hierzu eine Ringschulter auf, an der sich die vorzugsweise als Rückstellfeder dienende Anpressfeder zum Anpressen des Führungsbauteils an den Kern abstützen kann. Bevorzugt stützt sich das Führungsbauteil mittels dieser Ringschulter axial an dem Kern ab. Die Ringschulter, d. h. der Umfangsbund des Führungsbauteils, an dem sich bevorzugt eine entsprechende Feder abstützt, liegt hierzu bevorzugt auf einer Ringschulter einer dann bevorzugt als gestufte Vertiefung, insbesondere Stufenbohrung ausgebildeten Ver- tiefung im Kern auf bzw. stützt sich dort axial ab.
Das Festlegen des Führungsbauteils durch Einpressen in die Vertiefung oder das Federkraftbeaufschlagen des Führungsbauteils gegen den Kern oder das Verkleben des Führungsbauteils mit dem Kern, insbesondere innerhalb einer Vertiefung des Kerns können, wie erwähnt, einzeln, d.h. jeweils ohne eine der anderen Maßnahmen realisiert werden oder in beliebiger Kombination.
Besonders bevorzugt ist es, wenn für den Fall der Realisierung einer Kle- belösung das Führungsbauteil zusätzlich in einer Vertiefung des Kerns aufgenommen ist, wobei dann hier nicht zwingend eine Presspassung realisiert werden muss. Auch ist es bevorzugt, wenn das Führungsbauteil für den Fall der Realisierung der vorgenannter Feder-Lösung in eine Vertiefung im Kern hineinragt bzw. abschnittsweise darin aufgenommen ist, wo- bei auch hier dann nicht zwingend eine Presspassung vorgesehen sein muss, bei Bedarf jedoch vorgesehen sein kann. Im bevorzugten Fall der Ausbildung der Vertiefung als gestufte Vertiefung, kann in Weiterbildung der Erfindung in einem dem Anker zugewandten, verbreiterten Vertiefungsabschnitt abschnittsweise eine Rückstellfeder aufgenommen werden, um den Anker in Richtung Ventilsitz federkraftzu- beaufschlagen. In einem hinteren, einen geringeren Durchmesser aufweisenden Vertiefungsabschnitt kann dann in bevorzugter Weise eine Presspassung zu dem Führungsbauteil realisiert werden. Bevorzugt dient die Rückstellfeder zusätzlich als Anpressfeder zum Anpressen des Führungs- bauteils an den Kern, um das Führungsbauteil auf diese Weise an dem Kern festzulegen, d.h. fest zu diesem zu positionieren. Bei einer solchen Ausführungsform kann zusätzlich eine Verklebung und/oder eine Verpres- sung mit der Kernvertiefung vorgesehen werden. Bevorzugt ist der Anker am Führungsbauteil über mindestens die Hälfte seiner Ankeraxialerstreckung geführt. Bei Bedarf kann der Anker bei einer axialen Verstellbewegung zusätzlich zu der realisierten Ankerinnenführung an seinem Außenumfang am Spulenträger geführt sein, bevorzugt, zumindest abschnittsweise, weiter bevorzugt vollständig axial außerhalb des Wicklungsabschnittes.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das radiale Führungsspiel zwischen dem Außenumfang des Führungsdoms und dem Innenumfang des Ankers kleiner ist als ein Radialspiel zwischen dem Außenumfang des Ankers und Rohres, um in soweit ein im Hinblick auf eine minimierte Ankerklemmneigung optimiertes Ventil zu erhalten. Bevorzugt ist das Führungsspiel (Radialspiel) zwischen dem Innenumfang des Ankers und dem Außenumfang des Führungsdoms aus einem Wertebereich zwischen 0,01 mm und 0,1 mm (entspricht einer Durchmesserdifferenz zwischen dem Innen- durchmesser des Ankers und dem Außendurchmesser des Führungsdoms zwischen 0,02mm und 0,2mm) gewählt. Bevorzugt ist eine minimale Spaltbreite (Radialspiel) zwischen dem Außenumfang des Ankers und dem Innenumfang des Rohres größer als das vorgenannte Radialspiel, bevorzugt größer als 0,15mm, noch weiter bevorzugt größer als 0,2mm. Grundsätzlich ist es möglich, dass der Anker unmittelbar mit dem Ventilsitz zusammenwirkt - besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform bei der die Dichtfunktion über ein Dichtelement realisiert ist, weiter bevorzugt über ein Elastomerteil, wobei noch weiter bevorzugt das Dichtelement formschlüssig am Anker festgelegt ist, bevorzugt, indem das Dichtelement in einer im Anker ausgebildeten Ringnut oder einer radialen Vertiefung gehalten ist, insbesondere den im Bereich eines den Ventilsitz zugewandten axialen Ankerendbereichs, um somit axial mit dem Ventilsitz zusammenwirken zu können. Der Ventilsitz befindet sich bevorzugt auf einer vom Kern abgewandten Axialseite des Kerns. Durch eine vorteilhaf- te, weiterbildungsgemäße formschlüssige Verbindung zwischen dem Dichtelement und dem Anker kann auf die sonst üblichen Haftvermittler verzichtet werden. Insbesondere dann, wenn dem Dichtelement, bevorzugt auf der Kernseite, gleichzeitig die Funktion einer Anschlagdämpfung zukommt, sorgt dies für eine Minimierung von Schaltgeräuschen sowie eine Verschleißminimierung durch Vermeidung von metallisch harten Anschlägen und damit einer Steigerung der Lebensdauer. Es ist besonders bevorzugt, wenn der Ventilsitz an einem einstückig mit dem Spulenträger ausgebildeten Ventilsitzabschnitt des Spulenträgers ausgebildet ist. Bevorzugt befindet sich der Ventilsitz dabei axial beabstandet, d.h. außerhalb des Wicklungsabschnittes des Spulenträgers.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Dichtelement mit seiner dem Ventilsitz zugewandten Axialseite dichtend in einer entsprechenden Schaltstellung mit dem Ventilsitz zusammenwirkt und in ei- ner anderen, in Richtung Kern verstellten Schaltstellung mit dem Führungsbauteil, insbesondere einem axialfreien Ende des, bevorzugt stab- förmigen, Führungsbauteils. Bei einer solchen, im Folgenden noch zu erläuternden Ausführungsform kommt dem Dichtelement eine Doppelfunktion zu. So wirkt das Dichtelement, insbesondere wenn dieses als Elastomerteil ausgebildet ist, zu beiden axialen Seiten hin als, vorzugsweise einziges, aus einem Elastomermaterial ausgebildetes Endanschlag-Dämpfungselement, so dass auf die im Stand der Technik gezeigte, aufwändige Federstiftkonstruktion verzichtet wird und hat darüber hinaus eine Dicht- funktion zur Abdichtung des Ventilsitzes. Diese vorteilhafte Ausführung des Elektromagnetventils ist insbesondere dann einfach realisierbar, wenn das Führungsbauteil axial bis radial innerhalb des Wicklungsabschnittes in den Anker hineinragt, wodurch die jeweiligen Wechselwirkungsflächen zur Wechselwirkung mit dem Ventilsitz und dem Kern näher zusammenrücken als im Stand der Technik. Hierdurch ist es konstruktiv vorteilhaft möglich, vorstehend erläuterte Doppelfunktion eines Dichtelementes zu realisieren.
Wollte man eine Einstückigkeit von Dichtung und Dämpfung bei dem aus der DE 41 39 670 C2 bekannten Ventil realisieren, so wäre dies nur äu- ßerst aufwändig mittels Elastomer-Durchvulkanisierung durch den Anker oder Montage eines sehr langen Elastomerbauteils im Anker möglich. In diesem Fall würde die Länge dieses einstückigen Elastomerteils in der Größenordnung der Ankerlänge liegen und durch den elastomertypischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen etwa 130 und 185 x 10"6mm/K typi- scherweise mehrere zehntel Millimeter Temperaturausdehnung zeigen, insbesondere im typischen Temperatureinsatzbereich für Kraftfahrzeuge zwischen etwa -40 °C und 125°C zzgl. Eigenerwärmung. Diese Ausdehnung müsste im Ankerhub vorgehalten werden, wobei jedoch eine größere Ankerhub-Auslegung bei gleicher Schließkraft eine Überdimensionierung des Magneten mit einem größeren Eisen- und Kupferanteil im Flusskreis erfordert und somit neben einem erhöhten Bauraumbedarf zu erhöhten Herstellungskosten führen würde.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Axialerstreckung des dann sowohl mit dem Führungsbauteil als auch mit dem gegenüberliegenden Ventilsitz wechselwirkenden Dichtelementes deutlich geringer ist als die Axialerstreckung des Ankers. Bevorzugt beträgt die Axialerstreckung des Dichtelementes weniger als 50%, noch weiter bevorzugt weniger als 40%, ganz besonders bevorzugt weniger als 30% der Axialerstreckung des Ankers. Ganz besonders bevorzugt ist die Axialerstreckung des eine Doppelfunktion erfüllenden Dichtelementes aus einem Wertebereich zwischen etwa 10% und 30%, noch weiter bevorzugt zwischen etwa 15% und 25% der axialen Ankerlänge gewählt. Für den Fall, dass dem Dichtelement die zuvor im Detail beschriebene Doppelfunktion vorkommt, wird bevorzugt auf ein von dem Dichtelement separates Hubendlagendämpfungselement zur Wechselwirkung mit dem Kern und/oder dem Führungsbauteil verzichtet. Alternativ ist es möglich, insbesondere auf einem von dem Dichtelement abgewandten Bereich, insbesondere kernseitigen Endbereich des Ankers ein, bevorzugt als Elastomerteil ausgebildetes Hubendlagendämpfungs- element vorzusehen, welches besonders bevorzugt radial benachbart zum Führungsbauteil unmittelbar mit dem Kern zu Zwecken der Anschlagdämpfung in Wechselwirkung tritt.
Um bei einem axialen Verstellen des Ankers relativ zu dem Führungsbau- teil für einen Druckausgleich Sorge zu tragen, ist es bevorzugt, wenn ein Ankerinnenraum, der einends von dem am Anker festgelegten Dichtelement und anderenends von dem Führungsbauteil begrenzt ist, fluidleitend mit einem Fluidraum radial benachbart zum Ventilsitz und/oder ein Ar- beitsanschluss des Elastomermagnetventils zu verbinden. Bevorzugt liegt in diesem Fluidraum das Druckniveau eines Arbeitsanschlusses des Elekt- romagnetventils an, während innerhalb des Ventilsitzes bevorzugt ein Versorgungsanschlussdruck anliegt.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Elektromagnet- ventils besteht darin, dass der Anker im Vergleich zu einer Vollmateriallösung deutlich gewichtsreduziert ist. Grundsätzlich ist es möglich den zumindest abschnittsweise hülsen- bzw. hülsenstumpfförmigen Anker als Drehteil auszubilden, wobei eine kostengünstige Fertigung durch Sintern oder Kaltfließpressen, jedenfalls als formgebundenes Bauteil bevorzugt ist. Die resultierende Gewichtsreduzierung ist auch für die magnetische Auslegung, u.a. den Kupferanteil der Wicklung von Vorteil, da bei gleicher Vibrationssicherheit eine vorzugsweise vorgesehene, weiter bevorzugt axial zwischen Kern und Anker aufgenommene, Rückstellfeder, gegen deren Federkraft der Anker bei Bestromung der Wicklung axial verstellbar ist, schwächer ausgelegt werden kann, als bei einem vergleichbaren Vollmaterialanker.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Führungsbauteil sich weit axial innerhalb des Innenkanals erstreckt. Beson- ders bevorzugt ist es, wenn das Führungsbauteil axial über mindestens ein Viertel der Axialerstreckung der Wicklung bzw. des Wicklungsabschnittes in den Wicklungsabschnitt hineinragt, ganz besonders bevorzugt über mindestens ein Drittel der Axialerstreckung des Wicklungsabschnittes, noch weiter bevorzugt, zumindest näherungsweise um die hälftige Axial- erstreckung des Wicklungsabschnittes, so dass ein minimale axiale Baulänge bei guter Funktionalität und bauraumoptimierter Anbringung des Kerns, bevorzugt innerhalb des Spulenträgers möglich ist. Auch ist eine Ausführungsform realisierbar, bei der das Führungsbauteil den Wicklungsabschnitt axial vollständig durchsetzt. Besonders zweckmäßig ist es, wie eingangs bereits angedeutet, wenn der Kern zumindest abschnittsweise innerhalb des Spulenträgers angeordnet ist, um eine gute Achsparallelität des am Kern festgelegten Führungsbauteils zu gewährleisten. Ganz besonders bevorzugt ist dabei eine Ausfüh- rungsform, bei der der Kern gegenüber dem Spulenträger in radialer Richtung, insbesondere über eine am Außenumfang des Kerns vorgesehene Ringdichtung und/oder über eine am Innenumfang des Spulenträgers vorgesehene Ringdichtung abgedichtet ist, um einen Druckluftaustritt in axialer Richtung in einem Bereich zwischen Spulenträger und Kern zu vermei- den.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Arbeitshub des Ankers durch axiales Verstellen und anschließendes Sichern des Kerns, insbesondere durch Verstemmen eines den Spulenträger axial überragenden Kernab- Schnittes mit einem metallischen, den magnetischen Fluss leitenden, vorzugsweise als Ventilgehäuse ausgebildeten, Flussleitblechs, einstellbar und/oder eingestellt ist. Hierdurch kann eine optimierte Energieeffizienz des elektromagnetischen Antriebs realisiert werden. Darüber hinaus ist eine derartige Montage bei gegebenen Toleranzen gut beherrschbar.
Das nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete Ventil lässt sich bevorzugt als im bestromten Zustand der Wicklung geschlossenes Ventil, insbesondere 2/2-Wegeventil ausgestalten, wobei in diesem Fall die Rückstellfeder den Anker bevorzugt in Richtung Kern federkraftbeauf- schlagt.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung, die gleichwohl die vorgenannten Weiterbildungen bzw. Unteransprüche in beliebigen Kombinationen weiterbildet, ist das Führungsbauteil rohr- und/oder hülsenförmig mit einer bevorzugt zentrischen, durchgehenden Bohrung ausgestaltet. Dies gestattet einends das Zusammenwirken mit einer am Anker ausgebildeten Verschlusseinheit in der Art eines zusätzlichen Ventilsitzes, während anderenends (also typischerweise in einem dem Anker entgegengesetzten kernseitigen Auslassbereich) das Führungsbauteil einen Fluidein- bzw. -auslass ausbildet. Durch diese Maß- nähme entsteht dann, in Weiterbildung des vorbeschrieben 2/2- Wegeventils, ein 3/2-Wegeventil, nämlich dadurch, dass durch den Fluidein- bzw. -auslass und dem zugeordneten zusätzlichen Ventilsitz der Anker mittels der Verschlusseinheit wechselseitig den (vorbeschriebenen) Ventilsitz und, in einer gegenüberliegenden Stell- bzw. Schaltposition, den zusätzlichen Ventilsitz verschließen kann. Wird dann etwa, im Rahmen einer Ausgestaltung als 3/2-Elektromagnetventil, der zugeordnete, weiterbildungsgemäß endseitig des rohrförmigen Führungsbauteils vorgesehene Fluidein- bzw. -auslass als Entlüftung für zu schaltendes Pneumatikfluid im Kontext eines Pneumatikventils begriffen, kann der (typischerweise dem zusätzlichen Ventilsitz gegenüberliegende) Ventilsitz einen Druckan- schluss gesteuert öffnen bzw. verschließen und dadurch dann eine Fluid- kommunikation, abhängig von einer Ankerposition und damit einer Position der ankerseitigen Verschlusseinheit, vom Druckanschluss zu einem üblicherweise diesem benachbart vorgesehenen Arbeitsanschluss, in der alternativen Schaltposition vom Arbeitsanschluss zur mittels des rohrförmigen Führungsbauteils ermöglichten Entlüftung, freigeben.
Dabei ist es bei bevorzugter Weiterbildung vorgesehen, die Verschlusseinheit endseitig bzw. bodenseitig am (bevorzugt querschnittlich hülsen- bzw. becherartig ausgebildeten) Anker vorzusehen, dergestalt, dass dadurch dann im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Anker mittels seines Führungskanals vom (rohr- bzw. hülsenförmigen) Führungsbauteil geführt wird, gleichzeitig dieses Führungsbauteil axial übergreift und, in einer zugeordneten Ankerstellung und Verschlussposition, durch Verbrin- gen der Verschlusseinheit auf den zusätzlichen Ventilsitz das Führungsbauteil verschließt. Dabei ist es weiterbildungsgemäß besonders bevor- zugt, diese Verschlusseinheit mit mehreren verschiedenen Materialien weiter bevorzugt so zu realisieren, dass einerseits elastisches Dichtmaterial unmittelbar auf den zusätzlichen Ventilsitz bzw. den axial gegenüberliegenden Ventilsitz dichtend greifen kann, dieses elastische Material je- doch dann selbst, weiter bevorzugt in querschnittlicher Doppel-T-Kontur, in einem Trägerabschnitt aus unelastischem, weiter bevorzugt polymerem Material gehalten ist, welches dann wiederum günstig mit einem (typischerweise metallischen) Material des Ankers verbunden ist. Dieser üblicherweise starre Trägerabschnitt weist dann weiterbildungsgemäß einen weiter bevorzugt radial randseitigen Durchlass oder Durchbruch auf, welcher so vorgesehen ist, dass die Verschlusseinheit in einer Dichtposition auf dem Ventilsitz (und damit bei freigelegtem zusätzlichem Ventilsitz) eine Fuidkommunikation zum geöffneten rohr- bzw. hülsenförmigen Führungsbauteil gestattet, mit anderen Worten, in dieser Position dann etwa von einem Arbeitsanschluss des Ventils eine Fluidstromung durch den Durchlass (exzentrisch) im Trägerabschnitt der Verschlusseinheit bis zum geöffneten Führungsbauteil und einem damit endseitig realisierten Entlüftungsausgang fließen kann. Auch konstruktiv ist eine derartige Weiterbildung vorteilhaft, denn diese gestattet eine weitgehend automatisierbare Herstellung und Montage, und zusätzlich verursacht das bevorzugt einzusetzende polymere Material durch sein geringes Gewicht eine verringerte bewegte Masse des Ankers, verbunden mit vorteilhaften Magnetflusseigenschaften.
Dieser Vorteil lässt sich gemäß weiterer Weiterbildungen der Erfindung auch dadurch erreichen, dass einerseits, wie von bevorzugten Weiterbildungen vorgesehen, das rohr- bzw. hülsenförmige Führungsbauteil als separate Baugruppe vom Kern vorgesehen und dann durch übliche, weiter bevorzugt unlösbare, Verbindungstechniken in diesem bzw. mit diesem verbunden ist. Dies kann beispielsweise durch Verkleben, eine Presspas- sung oder dergleichen geschehen, abhängig unter anderem auch von einer Materialwahl für das Führungsbauteil, welche vorteilhaft so gewählt wird (und mit einem vom typischerweise magnetisch gut leitenden Material des Kerns abweichenden Material), dass magnetisch nachteilige Neben- flusseffekte (wie es potentiell bei einem in den Anker reichenden metallischen und magnetisch leitenden Führungsbauteil der Fall wäre) weitgehend vermieden werden; etwa dadurch, dass als Material für das Führungsbauteil ein Kunststoffrohr, alternativ ein Rohr aus einem Edelstahl oder dergleichen nicht magnetischen Metall gewählt wird (wie dies bei i.ü. für alle weiteren Ausführungsformen der Erfindung mit getrennten Baugruppen im Kern realisiert werden kann). Die hierzu alternative Ausgestaltung sieht eine Einstückigkeit des Führungsbauteils am Kern vor, etwa dadurch, dass das Führungsbauteil, geeignet im Durchmesser abgestuft bzw. verringert, als Fortsatz eines Kernkörpers aus einem geeigneten magnetisch leitenden Metallmaterial herausgearbeitet wird. Durch geeignete Maßnahmen kann dann insbesondere im Bereich des Führungsbauteils und zum Vermeiden der genannten nachteiligen magnetischen Nebenschlüsse eine Behandlung erfolgen, etwa durch ein seitliches Glühen oder dergleichen ein magnetisch nicht oder schlecht leitender Hülsenab- schnitt erzeugt werden, wiederum ergänzend oder alternativ eine Oberflä- chenbeschichtung magnetische Kurzschlusseffekte vermindern.
Die Erfindung führt auch auf ein sicherheitsrelevantes Pneumatiksystem, insbesondere ein (Pneumatik-) Bremssystem für Kraftfahrzeuganwendun- gen, bevorzugt für Nutzfahrzeuganwendungen. Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei dem sicherheitsrelevanten System um ABS- oder EBS-Bremssystem, bei welchem ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildetes Elektromagnetventil eingesetzt wird, das besonders bevorzugt die Funktion eines ABS-Bremsventils oder eines EBS-Bremsventils übernimmt. Durch das robuste Konstruktionsprinzip ist die Eignung für derartige sicherheitsrelevante elektromagnetische Ventile in sicherheitsre- levanten Pneumatiksystemen gegeben. Unabhängig davon ist das nach dem Konzept der Erfindung ausgebildete, bevorzugt als Pneumatikventil ausgebildete Ventil auch für andere, nicht zwingend fahrzeugspezifische und/oder sicherheitsrelevante Anwendungen einsetzbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen: Diese zeigen in: eine geschnittene Darstellung eines als im unbestromten Zustand geschlossenen 2/2-Wegeventils, Fig. 2 eine geschnittene Darstellung eines als im unbestromten Zustand geschlossenen 2/2-Wegeventils in einer alternativen Ausführung mit axial gegen den Kern federkraftbeaufschlagtem Führungselement und Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines wiederum zu den vorgenannten
Ausführungsbeispielen alternativen Ausführungsbeispiels als 3/2- Wegeventil mit rohr- bzw. hülsenförmigem Führungsbauteil, welches für einen bodenseitig am Anker vorgesehenen Dichtungs- verschluss (Verschlusseinheit) einen zusätzlichen Ventilsitz, zu- geordnet einem oberen Entlüftungsanschluss, anbietet.
In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In Fig. 1 ist eine Bauform eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Elektromagnetventils als 2/2-Wegeventil in in Nullstellung ge- schlossener Ausführung gezeigt. Zu erkennen ist ein aus Kunststoff ausgebildeter Spulenträger 1 , der in einem axialen Wicklungsabschnitt eine bestrombare Wicklung 2 trägt. Die Bestromung der Wicklung 2 erfolgt über einen Kontaktpin 3. Der Spulenträger 1 ist bevorzugt als Kunststoffspritz- gussteil aus einem Kunststoffmaterial mit Glasfaserbeimischung ausgebildet.
Innerhalb des Spulenträgers 1 ist ein von diesem begrenzter, als Durchgangskanal verwirklichter Innenkanal 4 mit einem Innenumfang 5 ausge- bildet. Innerhalb des Innenkanals 4 ist ein hülsenförmiger Anker 6 aufgenommen, der mit einem Führungskanal 8 versehen ist, der auf der vom Kern 7 abgewandten Seite offen ist. Durch Bestromen der Wicklung 2 ist der Anker 6 innerhalb des Innenkanals 4 des Spulenträgers 1 axial verstellbar, hier in der Zeichnungsebene nach oben in Richtung Kern 7. Zur Rückstellung des Ankers 6 bei Nichtbestromung der Wicklung 2 ist eine Rückstellfeder 9 vorgesehen, die sich einenends am Kern 7 und andere- nends am Anker 6 abstützt.
Zu erkennen ist, dass der Spulenträger 1 von einem den magnetischen Fluss leitenden, metallischen Gehäuse 10 umschlossen ist, so dass der magnetische Fluss innerhalb des Kerns 7 in axialer Richtung von dem Anker 6 weg dann radial nach außen in das Gehäuse 10, dann wieder axial innerhalb des Gehäuses 10 an der Wicklung 2 vorbei in der Zeichnungsebene nach unten und wieder innerhalb des Gehäuses 10 nach radial in- nen fließen kann, über einen von dem Spulenträger 1 und einem Radialspalt 1 1 gebildeten Luftspalt in den Anker 6 und in diesem in axialer Richtung zum Kern 7, wobei der magnetische Fluss dabei einen zwischen Anker 6 und Kern 7 gebildeten Luftspalt 12 überbrücken muss. Dem Gehäuse 10 kommt gleichzeitig eine Jochscheibenfunktion zu. Zur Führung des Ankers 6 ist ein hier beispielhaft als Kunststoffspritzgussteil ohne Glasfaserbeimischung oder alternativ als Metallteil, beispielsweise aus einer Messinglegierung ausgebildetes Führungsbauteil 13 vorgesehen, an dem ein Führungsabschnitt 14 ausgebildet ist.
Das Führungsbauteil 13 ist mit seinem Führungsabschnitt 14 axial in den Führungskanal 8 (Führungsöffnung) des Ankers 6 hineingeführt und überragt dabei den Wicklungsabschnitt des Spulenträgers in Richtung Ventilsitz. Zwischen dem Führungsbauteil 13, genauer dessen Führungsab- schnitt 14 und dem Innenumfang des Führungskanals 8 ist ein Führungsspalt 15 ausgebildet, der deutlich geringer bemessen ist als der Radialspalt 1 1 zwischen dem Innenumfang des Innenkanals 4 und dem Außenumfang des Ankers 6, so dass der Anker 6 ausschließlich an seinem Innenumfang, nicht jedoch am Innenumfang des Innenkanals 4 geführt ist.
Innerhalb des Kerns 7 ist eine gestufte, in Richtung Anker 6 offene, als Sacklochöffnung ausgebildete Vertiefung 16 eingebracht, in die das in dem Ausführungsbeispiel axial durchgehend stangenförmige und kreiszy- linderförmig konturierte Führungsbauteil 13 mit einem endseitigen Fixier- abschnitt 17 eingepresst ist. Eine entsprechende Presspassung ist zwischen dem Außenumfang des Fixierabschnitts und dem Innenumfang der Vertiefung 16, genauer eines durchmesserreduzierten vom Ventilsitz abgewandten Abschnittes der Vertiefung 16 ausgebildet. Zu erkennen ist, dass sich die Feder 9 in einem verbreiteten Vertiefungsabschnitt aufgenommen ist und sich dort axial an einer Ringschulter abstützt. Die Rückstellfeder 9 ist axial durchsetzt von dem Führungsbauteil 13. Bei unbestromter Wicklung 2 wirkt der Anker 6, genauer ein formschlüssig am Anker 6 festgelegtes, hier elastomeres Dichtelement 18, welches in einer Innenumfangsnut 19 (Ringnut) im Anker 6 aufgenommen bzw. formschlüssig gehalten ist mit einem Ventilsitz 20 zusammen. In Richtung auf diesen ersten Ventilsitz 20 wird der Anker 6 mittels der bereits erwähnten Rückstellfeder 9 kraftbeaufschlagt. Der Ventilsitz 20 ist dabei an einem Ventilsitzabschnitt 21 ausgebildet, der einstückig mit dem Spulenträger 1 ausgebildet ist. In dem Ventilsitzabschnitt 21 findet sich auch ein Versorgungskanal 28, der den Ventilsitz 20 mit einem Versorgungsanschluss P fluidleitend verbindet.
Am Kern 7 kann sich der Anker gemäß der dargestellten Ausführungsform mit einem zusätzlich zu dem Dichtelement 18 vorgesehenen Hubendla- gendämpfungselement 22 axial abstützen, welches von dem Führungsbauteil 13 durchsetzt ist und welches ebenfalls in einer Innenumfangsnut des Ankers axial beabstandet zu dem Dichtelement 18 fixiert ist. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der auf das Hubendlagendämp- fungselement 22 verzichtet wird und stattdessen die Dämpfungsfunktion bei entsprechender Dimensionierungsanpassung, insbesondere Verlängerung des Führungsbauteils 13, von dem Dichtelement 18 übernommen wird, welches insoweit mit seiner von dem Ventilsitz 20 abgewandten axialen Stirnseite endanschlagsdämpfende mit der freien Stirnseite des Führungsbauteils 13 zusammenwirken kann.
Bei geöffnetem Ventilsitz 20, d.h. bei bestromter Wicklung 2 kann Druckluft über einen ersten, als Zentralkanal ausgebildeten Fluidkanal, hier den Versorgungskanal 28 in einen Bereich radial benachbart des Ventilsitzes 20 strömen und von dort aus über einen zweiten Fluidkanal 26 axial zurück in Richtung Arbeitsanschluss A. Zu erkennen ist, dass ein axial von dem Führungsbauteil 13 und dem Dichtelement 18 sowie umfangsseitig von dem Anker 6 begrenzter Ankerinnenraum 27 über einen Axialkanal 29 fluidleitend verbunden ist mit dem Bereich radial benachbart des Ventilsitzes 20, d.h. mit dem zweiten Fluidkanal 26 bzw. dem Versorgungsan- schluss A, um somit bei einer Verstellung des Ankers relativ zu dem Führungsbauteil 13 das veränderliche Volumen des Ankerinnenraums 27 mit Fluid, insbesondere Luft, ausgleichen zu können. Selbstverständlich kann das Elektromagnetventil auch in entgegengesetzter Richtung durchströmt werden (dann ändern sich die Anschlussbezeichnungen entsprechend).
In Einbaulage ist der Versorgungsanschluss P gegenüber dem Arbeitsan- schluss A über eine O-Ringdichtung 23 abgedichtet, die sich axial an einer Ringschulter 24 des Ventilsitzabschnitts 21 abstützt. Gegenüber der Umgebung wird der Versorgungsanschluss P abgedichtet über eine weitere O-Ringdichtung 25, die sich am Systemträger axial abstützt. Der Aufbau der alternativen Ausführungsform eines Elektromagnetventils gemäß Fig. 2 entspricht im Wesentlichem den Aufbau gemäß Fig. 1 , so dass zur Vermeidung von Wiederholungen im Folgenden im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eingegangen wird. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird auf vorstehen- de Figurenbeschreibung sowie auf Fig. 1 verwiesen.
Zu erkennen ist, dass im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 das Führungsbauteil 13 eine Ringschulter 30 (Bund bzw. Umfangs- bund) aufweist, an welchem sich axial die Rückstellfeder 9 abstützt, wel- che somit die Ringschulter 30 und damit das Führungsbauteil 13 gegen den Kern 7 axial federkraftbeaufschlagt und auf diese Weise festlegt. Bei Bedarf kann die Federkraftbeaufschlagung des Führungsbauteils 13 die einzige axiale Befestigung des Führungsbauteils am Kern sein. Bei Bedarf kann zusätzlich eine Verklebung des Führungsbauteils 13 am Kern 7 rea- lisiert sein und/oder die Realisierung einer Presspassung zwischen dem Fixierabschnitt 17 und dem Kern 7. Auch ist es möglich, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Realisierung einer Presspassung mit einem Verkleben zu kombinieren oder alternativ auf die Realisierung einer Presspassung zu verzichten und das Führungsbauteil ausschließlich durch Verkleben am Kern festzulegen, wobei generell es bevorzugt ist, wenn bei einer Verklebelösung und/oder einer Anpresskraftlösung das Führungsbauteil 13 in einer, insbesondere als Sacklochbohrung ausgeführten Vertiefung im Kern aufgenommen ist. Es kann, muss jedoch dann nicht zwingend eine Presspassung realisiert werden, da die eigentliche Fixierung dann bevorzugt mit Hilfe eines geeigneten Klebers bzw. mittels der Anpressfeder erfolgt.
Die Fig. 3 zeigt in der Längsschnittansicht, analog zu den Fig. 1 , 2 und der dazugehörigen Beschreibung, eine weitere Variante der vorliegenden Er- findung in bevorzugter Ausführungsform.
So unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 von den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen insbesondere durch die besondere Ausgestaltung des Führungsbauteils (hier mit dem Bezugzeichen 40 ver- sehen) als rohr- bzw. hülsenförmige Baugruppe, welche, eingepasst in eine axial verlaufende Bohrung im Kern 7 und zusätzlich gedichtet gegen den Kern 7 von einer Ringdichtung 44, in Richtung auf ein (in der Figurenebene oberes) Auslassende 46 (bündig mit dem Kern 7 verlaufend) einen Entlüftungsanschluss E für die gezeigte 3/2-Ventilvariante anbietet, wäh- rend am gegenüberliegenden Ende des Hülsenkörpers 40 ein weiterer Ventilsitz 42, insoweit axial gegenüberliegend dem Ventilsitz 20, angeboten wird. Identische Bezugszeichen mit den vorgenannten Ausführungsbeispielen verdeutlichen insoweit identische geometrische bzw. konstruktive Verhältnisse und gleiche Baugruppen. Es wird deutlich, dass durch diese besondere Ausgestaltung des Führungsbauteils 40 die Ausgestaltung des Elektromagnetventils als 2/2- Ventil hier zu einem 3/2-Ventil weiterentwickelt ist, nämlich dadurch, dass abhängig von einer am Anker 6 endseitig bzw. bodenseitig vorgesehenen Verschlusseinheit 48 (bzw. deren axialer Stellposition), nämlich entweder dichtend am Ventilsitz 20, wie in der Fig. 3 gezeigt, alternativ dichtend in einer oberen Stellposition am Ventilsitz 42, Fluidkommunikation ermöglicht ist vom Arbeitsanschluss A zum Entlüftungsanschluss E (in der Schaltposition der Fig. 3), alternativ, bei verschlossenem Ventilsitz 42 und angeho- bener Ankerposition, vom Druckanschluss P zum Arbeitsanschluss A.
Unterstützt wird diese Ausgestaltung durch die besondere konstruktive Realisierung der Verschlusseinheit 48, nämlich in Form eines aus einem harten Polymermaterial gefertigten Trägerkörpers 50, in welchen einer- seits radial-randseitig in Form einer Mehrzahl von achsparallel verlaufenden Bohrungen bzw. Durchbrüchen 52 Durchlässe zum geöffneten Ventilsitz 42 ermöglicht werden, andererseits ein polymeres Dichtmaterial 54, gezeigt in einer querschnittlich doppelten T-Konfiguration, mechanisch sicher und kraftschlüssig gehalten, jeweils den Ventilsitzen 20 und 42 ge- genüberstehende bzw. zugeordnete Dichtflächen ausbildet. Die in der gezeigten Weise realisierte Baugruppe 48 ist großserientauglich automatisiert produzierbar und in den Ankerkörper 6, bevorzugt am bodenseitigen Ende, einpassbar. Während im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 das rohrförmige Führungsbauteil 40 aus einem geeignet durch Spritzgießen hergestellten Kunststoffmaterial mit zur axialen Verankerung geeigneten Ringabsätzen 60 ausgestaltet ist, ist prinzipiell auch eine einstückige Ausgestaltung mit dem Kern 7 als axiale, im Durchmesser vergrößerte Fortsetzung des Metallkörpers 7 möglich, wiederum weiterbildungsgemäß vorteilhaft mit geeigneten Maß- nahmen zum Vermindern bzw. Begrenzen der magnetischen Leitfähigkeit jenseits des Konusabschnitts 12.
Bezugszeichenliste
1 Spulenträger
2 Wicklung
3 Kontaktpin
4 Innenkanal
5 Innenumfang
6 Anker
7 Kern
8 Führungskanal
9 Rückstellfeder
10 Gehäuse
1 1 Radialspiel
12 Luftspalt
13 Führungsbauteil
14 Führungsabschnitt
15 Führungsspalt
16 Vertiefung
17 Fixierabschnitt
18 Dichtelement
19 Innenumfangsnut
20 Ventilsitz
21 Ventilsitzabschnitt des Spulenträgers
22 Hubendlagendämpfungselement
23 O-Ringdichtung
24 Ringschulter
25 O-Ringdichtung
26 zweiter Fluidkanal
27 Ankerinnenraum
28 Versorgungskanal
29 Axialkanal 30 Ringschulter
40 Führungsbauteil 42 zusätzlicher Ventilsitz 48 Verschlusseinheit 50 Dichtkörper
52 Durchbruch
A Arbeitsanschluss E Entlüftungsanschluss P Versorgungsanschluss

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für sicherheitsrelevante Pneumatiksysteme in Kraftfahrzeugen, mit einem durch Bestromen einer elektrischen Wicklung axial innerhalb eines Innenkanals (4) eines die Wicklung (2) an einem Wicklungsabschnitt tragenden Spulenträgers (1 ) relativ zu dem Spulenträger (1 ), einem Kern (7) sowie einem Ventilsitz (20) verstellbaren Anker (6),
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Anker (6) ein Führungskanal (8) ausgebildet ist, in den axial ein an dem Kern (7) festgelegtes Führungsbauteil (13; 40) zum Führen des Ankers (6) bei seiner axialen Verstellbewegung hineinragt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungsbauteil (13) abschnittsweise in einer, bevorzugt als Sacklochöffnung ausgebildeten, Vertiefung (16) im Kern (7) aufgenommen ist,
weiter bevorzugt, dass das Führungsbauteil in die Vertiefung (16) eingepresst ist und, insbesondere ausschließlich, dadurch am Kern (7) festgelegt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungsbauteil (13) durch Verkleben am Kern (7) festgelegt ist und/oder dass das Führungsbauteil (13) am Kern (7) durch Federkraftbeaufschlagung des Führungsbauteils (13) gegen den Kern (7) festgelegt ist, insbesondere mittels einer Rückstellfeder (9) für den Anker (6).
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungsbauteil (13) zumindest in einem im Führungskanal (8) des Ankers (6) aufgenommenen Führungsabschnitt (14), bevorzugt axial durchgehend, stangenförmig, bevorzugt kreiszylin- derförmig, ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Spulenträger (1 ) aus einem Material besteht, dass unterschiedlich ist, insbesondere mechanisch fester ist, als ein Material des Führungsbauteils (13).
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Spulenträger (1 ) aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist und das Führungsbauteil (13) aus einem Kunststoff ohne Glasfaserbeimischung oder zumindest mit einem, bevorzugt um mindestens 10%, geringeren Gewichtsprozentanteil an Glasfasern als der Kunststoff des Spulenträgers (1 ), und/oder dass das Material des Führungsbauteils (13), bevorzugt im Gegensatz zu dem Material des Spulenträgers (1 ), reibungsminimierende Beimengungen, insbesondere PTFE, enthält, oder dass das Führungsbauteil (13) aus Metall, insbesondere einer Messinglegierung und der Spulenträger (1 ) aus Kunststoff ausgebildet ist. Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Führungsbauteil (13) axial, insbesondere über mindestens ein Viertel, bevorzugt zumindest die Hälfte der Axialerstreckung der Wicklung (2) innerhalb des Wicklungsabschnittes erstreckt.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein radiales Führungsspiel zwischen dem Außenumfang des Führungsbauteils (13) und dem Innenumfang des Ankers (6) kleiner ist als ein Radialspiel (1 1 ) zwischen dem Außenumfang des Ankers (6) und dem Innenumfang (5) des Innenkanals (4).
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Anker (6) über ein, bevorzugt als Elastomerteil ausgebildetes, Dichtelement (18) mit dem, bevorzugt auf einer von dem Kern (6) abgewandten Axialseite des Ankers (6) angeordneten Ventilsitz (20) zusammenwirkend ausgebildet und angeordnet ist;
wobei bevorzugt das Dichtelement (18) formschlüssig an dem Anker (9) festgelegt ist, insbesondere indem es in einer Innenum- fangsnut (19) des Ankers (6) gehalten ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbauteil (13) innerhalb des Ankers (6) zusammen mit dem Dichtelement (18) einen Ankerinnenraum (27) begrenzt, der fluidleitend mit einem Fluidraum radial benachbart zum Ventilsitz (20) und/oder ein Arbeitsanschluss (A) verbunden ist, und/oder sich der Anker (6) bei in einer von dem Ventilsitz (20) axial weg verstellten Schaltstellung über das Dichtelement (18) an dem Führungsbauteil (13) abstützt.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich zu dem Dichtelement (18) ein, bevorzugt an dem Anker (6) fixiertes, bevorzugt von dem Führungsbauteil (13) axial durchsetztes, Hubendlagendämpfungselement (22) zum Zusammenwirken mit dem Kern (7) in der vom Ventilsitz (20) weg verstellten Schaltstellung vorgesehen ist oder dass das Dichtelement (18) das einzige Hubendlagendämpfungselement (22) ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilsitz (20) an einem einteilig mit dem Spulenträger (1 ) ausgebildeten Ventilsitzabschnitt (21 ) angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbauteil (40) rohrund/oder hülsenförmig mit einer bevorzugt zentrisch durchgehenden Bohrung ausgestaltet ist, einends zum Zusammenwirken mit einer am Anker (6) ausgebildeten Verschlusseinheit (48) einen insbesondere dem Ventilsitz (20) axial, bezogen auf die Verschlusseinheit, gegenüberliegenden zusätzlichen Ventilsitz (42) und ande- renends einen Fluidein- und/oder -auslass (E) ausbildet.
Elektromagnetventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das rohr- bzw. hülsenförmige Führungsbauteil (40) aus einem von einem Material des Kerns verschiedenen Material, insbesondere einem keine oder eine relativ verminderte magnetische Leitfähig- keit aufweisende Material, weiter bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial, realisiert ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsbauteil einstückig am Kern (7) diesen axial fortsetzend und im Durchmesser verringert ansitzt.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die axial beidseitige Verschlussflächen für den Ventilsitz (20) bzw. für den zusätzlichen Ventilsitz (42) ausbildende Verschlusseinheit (48) endseitig des Ankers (6) vorgesehen ist, insbesondere in diesem integriert ausgebildet ist und/oder einen End- und/oder Bodenbereich des Ankers realisiert.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Dichtkörper (50) aus einem elastischen Material aufweisende Verschlusseinheit (48) einen dem Dichtkörper benachbarten Durchlass und/oder Durchbruch (52), insbesondere zur Fluidführung zum Führungsbauteil (40) in einer am Ventilsitz (20) ansitzenden Betriebs- bzw. Verschlussposition aufweist,
wobei bevorzugt der Durchlass bzw. Durchbruch (52) in einem den Dichtkörper haltenden Trägerabschnitt (50) aus einem unelastischen, bevorzugt polymeren, Material ausgebildet ist, der mit dem Dichtkörper weiter bevorzugt eine bauliche Einheit und/oder eine Dichtbaugruppe als Verschlusseinheit (48) realisiert.
Verwendung des Elektromagnetventils nach einem der vorhergehenden Ansprüche als 3/2- und/oder 2/2- Wegeventil für pneumati- sches Fluid, weiter bevorzugt für ein Kraftfahrzeug- Pneumatiksystem.
Sicherheitsrelevantes Pneumatiksystem, insbesondere Bremssystem, für Kraftfahrzeuganwendungen, bevorzugt für Nutzfahrzeuganwendungen, vorzugsweise ABS- oder EBS-System, mit einem als ABS-Bremsventil bzw. EBS-Bremsventil ausgebildeten Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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