WO2020074055A1 - Magnetventil für ein kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung eines derartigen magnetventils - Google Patents

Magnetventil für ein kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung eines derartigen magnetventils Download PDF

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WO2020074055A1
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magnetic core
flow housing
solenoid valve
motor vehicle
vehicle according
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PCT/EP2018/077257
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French (fr)
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Nikolaus Henze
Lukas Romanowski
Turgut Yilmaz
Markus Schwarz
Anita Dickmann
Thomas Grünhagen
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Original Assignee
Pierburg GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0655—Lift valves
    • F16K31/0665—Lift valves with valve member being at least partially ball-shaped

Definitions

  • the invention relates to a solenoid valve for a motor vehicle, with an actuator unit, with an actuator housing, a magnetic core, a magnet coil and an armature which is axially displaceable by energizing the magnet coil, a valve unit, with a flow housing which is fastened to the actuator unit, and a valve body which is arranged axially displaceably in the flow housing and which can be moved with the armature.
  • the invention further relates to a method for producing such a solenoid valve.
  • Solenoid valves of this type are known from the prior art and are used, inter alia, to control and regulate fluid flows in motor vehicles.
  • hydraulic control pressures for operating motor vehicle auxiliary units are controlled and regulated via such solenoid valves in motor vehicles.
  • solenoid valves of this type are used to regulate the pressure in a control chamber of a variable oil pump of an oil circuit for lubricating a motor vehicle internal combustion engine.
  • the pressure in the control chamber regulates the displacement of the oil pump and thus the delivery pressure of the oil pump.
  • Solenoid valves used for this purpose are typically designed as multi-way solenoid valves, which optionally connect the control chamber hydraulically to the atmospheric pressure of an oil pan or to the delivery pressure of the oil pump.
  • Such a solenoid valve is for example from the
  • the solenoid valve comprises an actuator unit with an actuator housing, a magnet core, a magnet coil and an armature which can be moved axially by energizing the magnet coil.
  • the solenoid valve further comprises a valve unit with a flow housing which is fastened to the actuator unit and a valve body which is arranged axially displaceably in the flow housing and which can be moved together with the armature.
  • the flow housing can, for example, be connected to the actuator unit in a form-fitting manner by means of a flared connection or in a form-fitting manner by means of a welded connection.
  • the assembly of the flow housing is relatively complex. Due to the fastening means and / or fastening devices for the flow housing, the disclosed solenoid valve also requires a relatively large installation space. Furthermore, the disclosed flow housing is constructed in two parts, so that further fastening means and / or fastening devices as well as assembly steps and / or
  • Assembly means for the connection of the two flow housing parts to one another must be provided.
  • DE 10 2016 120 552 A1 also discloses a solenoid valve for a motor vehicle in which the flow housing is made in one piece.
  • this solenoid valve special fasteners and / or fastening devices as well as assembly steps and / or
  • Mounting means for attaching the flow housing to the actuator unit can be provided.
  • the flow housing has a snap device, via which the magnetic core is captively connected to the flow housing.
  • the flow housing is thus attached directly to the magnetic core of the actuator unit. It is therefore not necessary to provide separate fastening devices and / or fastening means on the actuator unit for fastening the flow housing, for which additional installation space is required.
  • Snap device also allows a particularly simple attachment of the flow housing to the actuator unit, for which no complex assembly steps and / or assembly means have to be provided.
  • the solenoid valve according to the invention for a motor vehicle is therefore compact and can be assembled in a simple manner.
  • the snap device is in one piece with the
  • the snap device on several snap hooks.
  • the snap device particularly preferably has three snap hooks.
  • the snap hooks can be easily molded in one piece on the flow housing.
  • the flexible snap hooks can be made relatively compact and allow easy installation of the
  • the snap device particularly preferably surrounds the magnetic core at least partially radially, thereby reliably preventing radial displacement between the magnetic core and the flow housing.
  • the snap device can have a plurality of snap hooks which are arranged uniformly along the circumference of the magnetic core. This creates a robust attachment of the flow housing to the magnetic core.
  • the magnetic core advantageously has an undercut with respect to an axial underside facing the flow housing, into which the snap device engages.
  • the undercut can be easily formed on the magnetic core and creates a positive connection with the snap device of the flow housing, by means of which the flow housing is reliably fastened to the magnetic core.
  • the undercut is annular. This enables a relatively large transverse contact area between the undercut and the snap device and thus a particularly robust attachment of the flow housing to the magnetic core.
  • the circumferential undercut allows simple assembly of the flow housing, since no exact rotational positioning of the flow housing with respect to the magnetic core is required during assembly.
  • the actuator unit preferably has an axial passage on the axial side facing the flow housing, through which the magnetic core protrudes axially. This creates a particularly compact solenoid valve.
  • a radial bushing inner wall is particularly preferably press-fit with respect to the magnetic core, i.e. the magnetic core is pressed into the bushing. This creates a reliable and compact attachment of the magnetic core, and thus also of the flow housing attached to the magnetic core, to the actuator unit.
  • the press fit also enables a particularly simple assembly of the solenoid valve.
  • At least one recess is formed in the bushing inner wall, through which the snap device of the flow housing protrudes axially.
  • the solenoid valve requires only a small axial installation space.
  • a radial recess inner wall is press-fitted with respect to the snap device, so that the snap device is at least partially pressed radially against the magnetic core through the recess inner wall.
  • the actuator unit has a magnetic yoke arrangement with a transverse yoke plate.
  • the axial feedthrough is preferably formed in the transverse yoke plate of the actuator unit, so that no separate fastening element has to be provided for the provision of the feedthrough and thus for the attachment of the magnetic core and the flow housing to the actuator unit. This enables a particularly compact solenoid valve
  • the flow housing is a monolithic body that can be produced and assembled in a simple manner.
  • a method for producing such a solenoid valve for a motor vehicle comprises the following method steps:
  • the entire valve unit including the valve body, can be preassembled, the magnetic core attached to the flow housing preventing the valve body from falling out of the flow housing during assembly.
  • the flow housing is preferably made in a simple manner by pressing the snap device with the magnetic core fastened therein into the bushing with the at least one recess attached to the actuator unit by press-fitting a radial inner bushing with respect to the magnetic core and press-fitting at least one radial recess inner wall with respect to the snap device.
  • the press fit between the bushing inner wall and the magnetic core creates a reliable fastening of the magnetic core to the actuator unit.
  • the snap device Due to the interference fit between the at least one radial recess inner wall and the snap device, the snap device is pressed radially against the magnetic core when pressed in. This prevents, for example, that a snap hook can come loose from an undercut, so that the flow housing is reliably attached to the magnetic core and thus to the actuator unit.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a magnetic valve according to the invention for a motor vehicle
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of a valve unit with an attached magnetic core of the magnetic valve from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a plan view of a return plate of the solenoid valve from FIG. 1, and
  • FIG. 4 shows the back plate from FIG. 3, the assembly shown in FIG. 2 being fastened to the back plate.
  • the actuator unit 12 has an actuator housing 16 in which an electromagnetic actuator 18 is arranged.
  • the electromagnetic actuator 18 comprises a magnetic coil 20 which is wound on a coil carrier 22, a magnetic core 24 which axially in the Coil carrier 22 protrudes, and an armature 26 which is arranged axially displaceably within the coil carrier 22.
  • the magnetic core 24 has two axial magnetic core sections 28, 30, the first magnetic core section 28 having a smaller diameter than the second magnetic core section 30.
  • the first magnetic core section 28 is formed on the axial side of the magnetic core 24 facing the armature 26 and the second magnetic core section 30 is formed on the axial side of the magnetic core 24 facing away from the armature 26.
  • the magnetic core 24 thus has, at the transition between the two magnetic core sections 28, 30, an annular undercut 32 running around the magnetic core 24 with respect to an axial underside 34 of the magnetic core facing the valve unit 14.
  • the magnetic core 24 also has an axial through bore 36.
  • the actuator unit 12 further comprises a magnetic yoke arrangement 38 with a yoke 40 which surrounds the magnetic coil 20 on the radial outside, a first yoke plate 42 which delimits the actuator unit 12 on an axial top side 43 of the actuator unit pointing away from the valve unit 14, and a second Inference plate 44, which delimits the actuator unit 12 on an underside 45 of the axial actuator unit facing the valve unit 16.
  • the second yoke plate 44 extends essentially in a transverse plane and has an axial passage 46, through which the magnetic core 24 projects axially in such a way that a radial bushing inner wall 48 radially surrounds the second magnetic core section 30.
  • the radial bushing inner wall 48 is press-fitted to the second magnetic core section 30, so that the magnetic core 24 is fastened in the second yoke plate 44 via an interference fit.
  • the valve unit 14 comprises a monolithic flow housing 50 which is fastened to the magnetic core 24 of the actuator unit 12 via a snap device 52.
  • the snap device 52 is formed in one piece with the flow housing 50 and comprises a plurality of snap hooks 54 which are arranged distributed uniformly along the circumference of the magnetic core 24.
  • the snap hooks 54 protrude axially through corresponding cutouts 56 in the lead-through inner wall 48 and engage in the undercut 32 of the magnetic core 24.
  • the snap device 52 has three snap hooks 54 and three corresponding cutouts 56 are formed in the lead-through inner wall 48.
  • all radial recess inner walls 57 are press-fitted with respect to the snap hooks 54 projecting through the recesses 56, so that the snap hooks 54 of the snap device 52 are pressed radially against the magnetic core 24 through the recess inner walls 57.
  • the snap device 52 thus partially surrounds the magnetic core 24 in the radial direction and forms a positive connection between the flow housing 50 and the magnetic core 24.
  • an axially displaceable valve rod 72 Arranged in the flow housing 50 is an axially displaceable valve rod 72 which extends axially through the through hole 36 of the magnetic core 24 and axially abuts the armature 26 with a first axial valve rod end 74 facing the armature 26.
  • the flow housing 50 has three valve openings 58, 60, 62.
  • the first valve opening 58 is formed on the radial outside of a hollow cylindrical section of the flow housing 50, which connects axially to the magnetic core 24.
  • the first valve opening 58 can be fluidly connected to the second valve opening 60 via a first axial flow cross-section, at the first Flow cross-section a first valve seat 64 is formed.
  • the first valve seat 64 can be closed if necessary by a first valve body 66, the first valve body 66 being formed by a conical section of the valve rod 72 and being able to be lowered onto the first valve seat 64 and lifted off the first valve seat 64.
  • the third valve opening 62 can be fluidly connected to the second valve opening 60 via a second axial flow cross-section, a second valve seat 68 being formed on the second flow cross-section.
  • the second valve seat 68 can be closed if necessary by a second valve body 70, the second valve body 70 being a simple ball that can be lowered onto the second valve seat 68 and lifted off the second valve seat 68.
  • the valve rod 72 extends through the second valve seat 68 on the axial side facing the second valve body 70 and bears axially against the second valve body 70 with a second axial valve rod end 78 facing the second valve body 70.
  • the solenoid 20 When the solenoid 20 is energized, the armature 26 is pulled axially towards the magnetic core 24, as a result of which the valve rod 72 is axially displaced in the direction of the second valve body 70.
  • the first valve body 66 is lowered onto the first valve seat 64 and the second valve body 70 is lifted off the second valve seat 68, so that the second valve opening 60 is fluidly separated from the first valve opening 58 and is connected to the third valve opening 62 .
  • the hydraulic pressure causes the second valve body 70, the valve rod 72 with the first valve body 66, and, via the valve rod 72, also the armature 26 to become axial from the third valve - Opening 62 shows the way postponed.
  • the second valve opening 60 is fluidly separated from the third valve opening 62 and connected to the first valve opening 58.
  • the valve rod 72 is arranged in the flow housing 50 when the solenoid valve 10 is installed. The magnetic core 24 is then fastened to the flow housing 50 by inserting it into the snap device 52.
  • valve body 66 formed on the valve rod 72 has a larger diameter than the diameter of the through hole 36 in the magnetic core 24, this prevents the valve rod 72 from falling out in the subsequent assembly steps.
  • the pre-assembled assembly shown in FIG. 2 is then attached to the second yoke plate 44 of the actuator unit 12 by pressing the snap device 52 with the magnetic core 24 arranged therein into the corresponding bushing 48.
  • the flow housing 50 is fastened directly to the magnetic core 24 via the snap device 54 according to the invention. There is therefore no need to provide separate fastening devices and / or fastening means for fastening the flow housing 50 to the actuator unit 12, for which additional installation space is required.
  • the snap-on device 54 also allows the flow housing 50 to be attached to the actuator unit 12 in a particularly simple manner, for which no complex assembly steps and / or assembly means need to be provided.
  • the solenoid valve 10 according to the invention is therefore particularly compact and can be assembled in a simple manner.
  • the snap device can have a different number of snap hooks.
  • the snap device can also be other Have snap element, such as a snap cylinder.
  • Design changes to the solenoid valve, such as a different division of the housing, design changes to the valve body and / or valve seats or the like, are also conceivable.

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Abstract

Es sind Magnetventile (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Aktoreinheit (12), mit einem Aktorgehäuse (16), einem Magnetkern (24), einer Magnetspule (20) und einem Anker (26), der durch Bestromung der Magnetspule (20) axial verschiebbar ist, einer Ventileinheit (14), mit einem Strömungsgehäuse (50), das an der Aktoreinheit (12) befestigt ist, und einem Ventilkörper (66,70), der axial verschiebbar in dem Strömungsgehäuse (50) angeordnet ist und der mit dem Anker (26) mitbewegbar ist bekannt. Um ein kompaktes und leicht zu montierendes Magnetventil (10) zu schaffen wird vorgeschlagen, dass das Strömungsgehäuse (50) eine Schnappvorrichtung (52) aufweist, über die der Magnetkern (24) unverlierbar mit dem Strömungsgehäuse (50) verbunden ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Magnetventil für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Magnetventils
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil für ein Kraftfahrzeug, mit einer Aktoreinheit, mit einem Aktorgehäuse, einem Magnetkern, einer Magnetspule und einem Anker, der durch Bestromung der Magnetspule axial verschiebbar ist, einer Ventileinheit, mit einem Strömungsgehäuse, das an der Aktoreinheit befestigt ist, und einem Ventilkörper, der axial verschiebbar in dem Strömungsgehäuse angeordnet ist und der mit dem Anker mitbewegbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Magnetventils.
Derartige Magnetventile sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden unter anderem zur Steuerung und Regelung von Fluidströmen in Kraftfahrzeugen (KFZ) verwendet. Insbesondere werden in KFZ hydraulische Steuerdrücke zum Betreiben von KFZ-Hilfsaggregaten über derartige Magnetventile gesteuert und geregelt. Beispielsweise werden derartige Magnetventile zur Regelung des Drucks in einer Steuerkammer einer variablen Ölpumpe eines Ölkreislaufs zur Schmierung eines KFZ- Verbrennungsmotors verwendet. Hierbei wird über den Druck in der Steuerkammer die Verdrängung der Ölpumpe und somit der Förderdruck der Ölpumpe geregelt. Zu diesem Zweck verwendete Magnetventile sind typischerweise als Mehrwege-Magnetventile ausgeführt, die die Steuerkammer wahlweise hydraulisch mit dem atmosphärischen Druck einer Ölwanne oder mit dem Förderdruck der Ölpumpe verbinden. Ein derartiges Magnetventil ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 104 456 B3 bekannt. Das Magnetventil umfasst eine Aktoreinheit, mit einem Aktorgehäuse, einem Magnetkern, einer Magnetspule und einem Anker, der durch Bestromung der Magnetspule axial verschiebbar ist. Das Magnetventil umfasst ferner eine Ventileinheit, mit einem Strömungsgehäuse, das an der Aktoreinheit befestigt ist, und einem Ventilkörper, der axial verschiebbar in dem Strömungsgehäuse angeordnet ist und der mit dem Anker mitbewegbar ist.
Bei diesem Magnetventil müssen jedoch spezielle Befestigungsmittel und/oder Befestigungsvorrichtungen sowie Montageschritte und/oder Montagemittel vorgesehen werden, um das Strömungsgehäuse an der Aktoreinheit zu befestigen. Das Strömungsgehäuse kann beispielsweise formschlüssig über eine Bördelverbindung oder stoffschlüssig über eine Schweißverbindung mit der Aktoreinheit verbunden sein. In jedem Fall ist die Montage des Strömungsgehäuses relativ aufwendig. Auf Grund der Befestigungsmittel und/oder Befestigungsvorrichtungen für das Strömungsgehäuse benötigt das offenbarte Magnetventil ferner einen relativ großen Bauraum. Ferner ist das offenbarte Strömungsgehäuse zweiteilig aufgebaut, sodass weitere Befestigungsmittel und/oder Befestigungsvorrichtungen sowie Montageschritte und/oder
Montagemittel für die Verbindung der beiden Strömungsgehäuse-Teile untereinander vorgesehen werden müssen.
Die DE 10 2016 120 552 Al offenbart des Weiteren ein Magnetventil für ein KFZ, bei dem das Strömungsgehäuse einteilig ausgeführt ist. Jedoch müssen bei diesem Magnetventil spezielle Befestigungsmittel und/oder Befestigungsvorrichtungen sowie Montageschritte und/oder
Montagemittel für die Befestigung des Strömungsgehäuses an der Aktoreinheit vorgesehen werden. Beispielsweise wird vorgeschlagen, das Strömungsgehäuse stoffschlüssig mittels Laserschweißen mit der Aktoreinheit zu verbinden.
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein kompaktes Magnetventil für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, dass auf einfache Weise montierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Magnetventil für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
Erfindungsgemäß weist das Strömungsgehäuse eine Schnappvorrichtung auf, über die der Magnetkern unverlierbar mit dem Strömungsgehäuse verbunden ist. Das Strömungsgehäuse ist somit unmittelbar an dem Magnetkern der Aktoreinheit befestigt. Es müssen daher keine separaten Befestigungsvorrichtungen und/oder Befestigungsmittel an der Aktoreinheit für die Befestigung des Strömungsgehäuses vorgesehen werden, für die zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Die
Schnappvorrichtung erlaubt ferner eine besonders einfache Befestigung des Strömungsgehäuses an der Aktoreinheit, für die keine komplexen Montageschritte und/oder Montagemittel vorgesehen werden müssen. Das erfindungsgemäße Magnetventil für ein Kraftfahrzeug ist daher kompakt ausführbar und auf einfache Weise montierbar. Vorzugsweise ist die Schnappvorrichtung einstückig mit dem
Strömungsgehäuse ausgebildet ist, sodass für die Bereitstellung der Schnappvorrichtung keine zusätzlichen Montageschritte und/oder Montagemittel vorgesehen werden müssen. Ferner schafft die einstückig mit dem Strömungsgehäuse ausgebildete Schnappvorrichtung eine besonders robuste und kompakte Befestigung des Strömungsgehäuses an dem Magnetkern der Aktoreinheit. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die
Schnappvorrichtung mehrere Schnapphaken auf. Besonders bevorzugt weist die Schnappvorrichtung drei Schnapphaken auf. Die Schnapphaken können auf einfache Weise einstückig an dem Strömungsgehäuse ausgeformt werden. Die flexiblen Schnapphaken können relativ kompakt ausgeführt werden und ermöglichen eine einfache Montage des
Strömungsgehäuses an dem Magnetkern der Aktoreinheit.
Besonders bevorzugt umgibt die Schnappvorrichtung den Magnetkern mindestens teilweise radial, wodurch zuverlässig eine radiale Verschiebung zwischen dem Magnetkern und dem Strömungsgehäuse verhindert wird. Beispielsweise kann die Schnappvorrichtung mehrere Schnapphaken aufweisen, die gleichmäßig entlang des Umfangs des Magnetkerns angeordnet sind. Dies schafft eine robuste Befestigung des Strömungsgehäuses an dem Magnetkern.
Vorteilhafterweise weist der Magnetkern eine Hinterschneidung bezogen auf eine dem Strömungsgehäuse zugewandte axiale Unterseite auf, in die die Schnappvorrichtung eingreift. Die Hinterschneidung kann auf einfache Weise an dem Magnetkern ausgeformt sein und schafft mit der Schnappvorrichtung des Strömungsgehäuses einen Formschluss, durch den das Strömungsgehäuses zuverlässig an dem Magnetkern befestigt ist. In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Hinterschneidung ringförmig ausgebildet. Dies ermöglicht eine relativ große transversale Kontaktfläche zwischen der Hinterschneidung und der Schnappvorrichtung und somit eine besonders robuste Befestigung des Strömungsgehäuses an dem Magnetkern. Fern erlaubt die umlaufende Hinterschneidung eine einfache Montage der Strömungsgehäuses, da keine exakte rotatorische Positionierung des Strömungsgehäuses bezüglich des Magnetkerns bei der Montage erforderlich ist. Vorzugsweise weist die Aktoreinheit auf der dem Strömungsgehäuse zugewandten axialen Seite eine axiale Durchführung auf, durch die der Magnetkern axial hindurch ragt. Dies schafft ein besonders kompaktes Magnetventil.
Besonders bevorzugt ist eine radiale Durchführungs-Innenwand bezogen auf den Magnetkern pressgepasst, d.h. der Magnetkern ist in die Durchführung eingepresst. Dies schafft eine zuverlässige und kompakte Befestigung des Magnetkerns, und somit auch des an dem Magnetkern befestigten Strömungsgehäuse, an der Aktoreinheit. Die Presspassung ermöglicht ferner eine besonders einfache Montage des Magnetventils.
Vorteilhafterweise ist in der Durchführungs-Innenwand mindestens eine Aussparung ausgebildet ist, durch die die Schnappvorrichtung des Strömungsgehäuses axial hindurchragt. Dadurch, dass die
Schnappvorrichtung mindestens teilweise durch die Durchführung hindurch in die Aktoreinheit hineinragt, benötigt das Magnetventil nur einen geringen axialen Bauraum.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist eine radiale Aussparungs-Innenwand bezogen auf die Schnappvorrichtung pressgepasst, sodass die Schnappvorrichtung durch die Aussparungs- Innenwand mindestens teilweise radial an den Magnetkern angepresst ist. Hierdurch wird ein radiales Aufweiten der Schnappvorrichtung und somit ein Lösen der Schnappverbindung zwischen dem Magnetkern und dem Strömungsgehäuse verhindert, sodass das Strömungsgehäuse zuverlässig an der Aktoreinheit befestigt ist. Im Allgemeinen weist die Aktoreinheit eine magnetische Rückschlussanordnung mit einem transversalen Rückschlussblech auf. Vorzugsweise ist die axiale Durchführung in dem transversalen Rückschlussblech der Aktoreinheit ausgebildet, sodass für die Bereitstellung der Durchführung und somit für die Befestigung des Magnetkerns sowie des Strömungsgehäuses an der Aktoreinheit kein separates Befestigungselement vorgesehen werden muss. Dies ermöglicht ein besonders kompaktes Magnetventil
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Strömungsgehäuse ein monolithischer Körper ist, der auf einfache Weise herstellbar und montierbar ist. Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Magnetventils für ein Kraftfahrzeug die folgenden Verfahrensschritten:
- Befestigung des Magnetkerns am Strömungsgehäuse durch Einsetzen des Magnetkerns in die Schnappvorrichtung des Strömungsgehäuses, und
- Befestigung des Strömungsgehäuses inklusive des am
Strömungsgehäuse befestigten Magnetkerns an der Aktoreinheit.
Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des Magnetventils. Insbesondere kann hierbei die gesamte Ventileinheit inklusive des Ventilkörpers vormontiert werden, wobei durch den an dem Strömungsgehäuse befestigten Magnetkern ein Herausfallen des Ventilkörpers aus dem Strömungsgehäuse bei der Montage verhindert wird. Vorzugsweise wird das Strömungsgehäuse auf einfache Weise durch Einpressen der Schnappvorrichtung mit dem darin befestigten Magnetkern in die Durchführung mit der mindestens einen Aussparung an der Aktoreinheit befestigt, indem eine radiale Durchführungs- Innenwand bezogen auf den Magnetkern pressgepasst wird und mindestens eine radiale Aussparungs-Innenwand bezogen auf die Schnappvorrichtung pressgepasst wird. Die Presspassung zwischen der Durchführungs-Innenwand und dem Magnetkern schafft eine zuverlässige Befestigung des Magnetkerns an der Aktoreinheit. Auf Grund der Presspassung zwischen der mindestens einen radialen Aussparungs-Innenwand und der Schnappvorrichtung wird die Schnappvorrichtung beim Einpressen radial an den Magnetkern angepresst. Hierdurch wird beispielsweise verhindert, dass sich ein Schnapphaken aus einer Hinterschneidung lösen kann, sodass das Strömungsgehäuse zuverlässig an dem Magnetkern und somit an der Aktoreinheit befestigt ist.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetventils für ein Kraftfahrzeug wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beschrieben, wobei
Figur 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Magnetventils für ein Kraftfahrzeug zeigt,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer Ventileinheit mit einem daran befestigten Magnetkern des Magnetventils aus Figur 1 zeigt,
Figur 3 eine Draufsicht auf ein Rückschlussblech des Magnetventils aus Figur 1 zeigt, und
Figur 4 das Rückschlussblech aus Figur 3 zeigt, wobei die in Figur 2 dargestellte Baugruppe an dem Rückschlussblech befestigt ist.
Das erfindungsgemäße Magnetventil 10 für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Aktoreinheit 12 und eine Ventileinheit 14, die an der Aktoreinheit 12 befestigt ist. Die Aktoreinheit 12 weist ein Aktorgehäuse 16 auf, in dem ein elektromagnetischer Aktor 18 angeordnet ist. Der elektromagnetische Aktor 18 umfasst eine Magnetspule 20, die auf einen Spulenträger 22 gewickelt ist, einen Magnetkern 24 der axial in den Spulenträger 22 hineinragt, und einen Anker 26, der axial verschiebbar innerhalb des Spulenträgers 22 angeordnet ist.
Der Magnetkern 24 besitzt zwei axiale Magnetkern-Abschnitte 28,30, wobei der erste Magnetkern-Abschnitt 28 einen geringeren Durchmesser als der zweite Magnetkern-Abschnitt 30 aufweist. Der erste Magnetkern- Abschnitt 28 ist auf der dem Anker 26 zugewandten axialen Seite des Magnetkerns 24 ausgebildet und der zweite Magnetkern-Abschnitt 30 ist auf der von dem Anker 26 wegweisenden axialen Seite des Magnetkerns 24 ausgebildet. Der Magnetkern 24 weist somit am Übergang zwischen den beiden Magnetkern-Abschnitten 28,30 eine um den Magnetkern 24 umlaufende ringförmige Hinterschneidung 32 bezogen auf eine der Ventileinheit 14 zugewandte axiale Magnetkern-Unterseite 34 auf. Der Magnetkern 24 weist ferner eine axiale Durchgangsbohrung 36 auf.
Die Aktoreinheit 12 umfasst ferner eine magnetische Rückschlussanordnung 38 mit einem Joch 40, das die Magnetspule 20 auf der radialen Außenseite umgibt, einem ersten Rückschlussblech 42, das die Aktoreinheit 12 auf einer von der Ventileinheit 14 wegweisenden axialen Aktoreinheit-Oberseite 43 begrenzt, und einem zweiten Rückschlussblech 44, das die Aktoreinheit 12 auf einer der Ventileinheit 16 zugewandten axialen Aktoreinheit-Unterseite 45 begrenzt. Das zweite Rückschlussblech 44 erstreckt sich im Wesentlichen in einer transversalen Ebene und weist eine axiale Durchführung 46 auf, durch die der Magnetkern 24 derart axial hindurchragt, dass eine radiale Durchführungs-Innenwand 48 den zweiten Magnetkern-Abschnitt 30 radial umgibt. Die radiale Durchführungs-Innenwand 48 ist hierbei pressgepasst zu dem zweiten Magnetkern-Abschnitt 30, sodass der Magnetkern 24 in dem zweiten Rückschlussblech 44 über eine Presspassung befestigt ist. Die Ventileinheit 14 umfasst ein monolithisches Strömungsgehäuse 50, das über eine Schnappvorrichtung 52 an dem Magnetkern 24 der Aktoreinheit 12 befestigt ist. Die Schnappvorrichtung 52 ist einstückig mit dem Strömungsgehäuse 50 ausgebildet und umfasst mehrere Schnapphaken 54, die gleichmäßig entlang des Umfangs des Magnetkerns 24 verteilt angeordnet sind. Die Schnapphaken 54 ragen axial durch korrespondierende Aussparungen 56 in der Durchführungs- Innenwand 48 und greifen in die Hinterschneidung 32 des Magnetkerns 24 ein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Schnappvorrichtung 52 drei Schnapphaken 54 auf und sind in der Durchführungs-Innenwand 48 drei korrespondierende Aussparungen 56 ausgebildet. Hierbei sind alle radialen Aussparungs-Innenwände 57 bezogen auf den jeweils durch die Aussparungen 56 hindurchragenden Schnapphaken 54 pressgepasst, sodass die Schnapphaken 54 der Schnappvorrichtung 52 durch die Aussparungs-Innenwände 57 radial an den Magnetkern 24 angepresst sind. Die Schnappvorrichtung 52 umgibt den Magnetkern 24 somit teilweise in radialer Richtung und bildet eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Strömungsgehäuse 50 und dem Magnetkern 24.
In dem Strömungsgehäuse 50 ist eine axial verschiebbare Ventilstange 72 angeordnet, die sich axial durch die Durchgangsbohrung 36 des Magnetkerns 24 hindurch erstreckt und mit einem dem Anker 26 zugewandten ersten axialen Ventilstangen-Ende 74 an dem Anker 26 axial anliegt.
Das Strömungsgehäuse 50 weist drei Ventil-Öffnungen 58,60,62 auf. Die erste Ventil-Öffnung 58 ist an der radialen Außenseite eines hohlzylindrischen Abschnitts des Strömungsgehäuses 50 ausgebildet, der axial an den Magnetkern 24 anschließt. Die erste Ventil-Öffnung 58 ist über einen ersten axialen Durchströmungsquerschnitt fluidisch mit der zweiten Ventil-Öffnung 60 verbindbar, wobei an dem ersten Durchströmungsquerschnitt ein erster Ventilsitz 64 ausgebildet ist. Der erste Ventilsitz 64 ist durch einen ersten Ventilkörper 66 bedarfsweise verschließbar, wobei der erste Ventilkörper 66 durch einen konischen Abschnitt der Ventilstange 72 gebildet ist und auf den ersten Ventilsitz 64 absenkbar und von dem ersten Ventilsitzt 64 abhebbar ist.
Die dritte Ventil-Öffnung 62 ist über einen zweiten axialen Durchströmungsquerschnitt fluidisch mit der zweiten Ventil-Öffnung 60 verbindbar, wobei an dem zweiten Durchströmungsquerschnitt ein zweiter Ventilsitz 68 ausgebildet ist. Der zweite Ventilsitz 68 ist durch einen zweiten Ventilkörper 70 bedarfsweise verschließbar, wobei der zweite Ventilkörper 70 eine einfache Kugel ist, die auf den zweiten Ventilsitz 68 absenkbar und von dem zweiten Ventilsitzt 68 abhebbar ist. Die Ventilstange 72 erstreckt sich auf der dem zweiten Ventilkörper 70 zugewandten axialen Seite durch den zweiten Ventilsitz 68 hindurch und liegt mit einem dem zweiten Ventilkörper 70 zugewandten zweiten axialen Ventilstangen-Ende 78 axial an dem zweiten Ventilkörper 70 an. Bei Bestromung der Magnetspule 20 wird der Anker 26 axial an den Magnetkern 24 herangezogen, wodurch die Ventilstange 72 axial in Richtung des zweiten Ventilkörpers 70 verschoben wird. Hierbei wird der erste Ventilkörper 66 auf den ersten Ventilsitz 64 abgesenkt und der zweite Ventilkörper 70 von dem zweiten Ventilsitz 68 abgehoben, sodass die zweite Ventil-Öffnung 60 fluidisch von der ersten Ventil-Öffnung 58 getrennt und mit der dritten Ventil-Öffnung 62 verbunden ist.
Wenn die dritte Ventil-Öffnung 62 mit einem ausreichend hohen hydraulischen Druck beaufschlagt wird, dann werden durch den hydraulischen Druck der zweite Ventilkörper 70, die Ventilstange 72 mit dem ersten Ventilkörper 66, sowie über die Ventilstange 72 auch der Anker 26 axial von der dritten Ventil-Öffnung 62 wegweisend verschoben. Hierdurch wird die zweite Ventil-Öffnung 60 fluidisch von der dritten Ventil-Öffnung 62 getrennt und mit der ersten Ventil-Öffnung 58 verbunden. Erfindungsgemäß wird bei der Montage des Magnetventils 10 die Ventilstange 72 in dem Strömungsgehäuse 50 angeordnet. Anschließend wird der Magnetkern 24 durch Einsetzen in die Schnappvorrichtung 52 an dem Strömungsgehäuse 50 befestigt. Da der an der Ventilstange 72 ausgebildete Ventilkörper 66 einen größeren Durchmesser aufweist als der Durchmesser der Durchgangsbohrung 36 im Magnetkern 24, wird hierdurch ein Herausfallen der Ventilstange 72 bei den nachfolgenden Montageschritten verhindert. Die in Figur 2 dargestellte derart vormontierte Baugruppe wird anschließend durch Einpressen der Schnappvorrichtung 52 mit dem darin angeordneten Magnetkern 24 in die korrespondiere Durchführung 48 an dem zweiten Rückschlussblech 44 der Aktoreinheit 12 befestigt.
Über die erfindungsgemäße Schnappvorrichtung 54 ist das Strömungsgehäuse 50 unmittelbar an dem Magnetkern 24 befestigt. Es müssen daher keine separaten Befestigungsvorrichtungen und/oder Befestigungsmittel für die Befestigung des Strömungsgehäuses 50 an der Aktoreinheit 12 vorgesehen werden, für die zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Die Schnappvorrichtung 54 erlaubt ferner eine besonders einfache Befestigung des Strömungsgehäuses 50 an der Aktoreinheit 12, für die keine komplexen Montageschritte und/oder Montagemittel vorgesehen werden müssen. Das erfindungsgemäße Magnetventil 10 ist daher besonders kompakt und ist auf einfache Weise montierbar.
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Insbesondere kann die Schnappvorrichtung eine andere Anzahl von Schnapphaken aufweisen. Die Schnappvorrichtung kann auch andere Schnappelement, wie beispielsweise einen Schnappzylinder, aufweisen. Konstruktive Veränderungen des Magnetventils, wie beispielsweise eine unterschiedliche Aufteilung der Gehäuse, konstruktive Veränderungen der Ventilkörper und/oder Ventilsitze oder ähnliches, sind ebenfalls denkbar.
Bezugszeichenliste
10 Magnetventil
12 Aktoreinheit
14 Ventileinheit
16 Aktorgehäuse
18 elektromagnetischer Aktor
20 Magnetspule
22 Spulenträger
24 Magnetkern
26 Anker
28 erster Magnetkern-Abschnitt
30 zweiter Magnetkern-Abschnitt 32 Hinterschneidung
34 Magnetkern-Unterseite
36 Durchgangsbohrung
38 Rückschlussanordnung
40 Joch
42 erstes Rückschlussblech
43 Aktoreinheit-Oberseite
44 zweites Rückschlussblech
45 Aktoreinheit-Unterseite
46 Durchführung
48 Durchführungs-Innenwand
50 Strömungsgehäuse
52 Schnappvorrichtung
54 Schnapphaken
56 Aussparungen
57 Aussparungs-Innenwände
58 erste Ventil-Öffnung
60 zweite Ventil-Öffnung 62 dritte Ventil-Öffnung
64 erster Ventilsitz
66 erster Ventilkörper
68 zweiter Ventilsitz 70 zweiter Ventilkörper
72 Ventilstange
74 Ventilstangen-Ende
78 Ventilstangen-Ende

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug, mit
- einer Aktoreinheit (12), mit
• einem Aktorgehäuse (16),
• einem Magnetkern (24),
• einer Magnetspule (20) und
• einem Anker (26), der durch Bestromung der Magnetspule (20) axial verschiebbar ist,
- einer Ventileinheit (14), mit
• einem Strömungsgehäuse (50), das an der Aktoreinheit (12) befestigt ist, und
• einem Ventilkörper (66,70), der axial verschiebbar in dem Strömungsgehäuse (50) angeordnet ist und der mit dem Anker (26) mitbewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Strömungsgehäuse (50) eine Schnappvorrichtung (52) aufweist, über die der Magnetkern (24) unverlierbar mit dem Strömungsgehäuse (50) verbunden ist.
2. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schnappvorrichtung (52) einstückig mit dem Strömungsgehäuse (50) ausgebildet ist.
3. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schnappvorrichtung (52) mehrere Schnapphaken (54) aufweist.
4. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schnappvorrichtung (52) den Magnetkern (24) mindestens teilweise radial umgibt.
5. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnetkern (24) eine Hinterschneidung (32) bezogen auf eine dem Strömungsgehäuse zugewandte axiale Magnetkern-Unterseite (34) aufweist, in die die Schnappvorrichtung (52) eingreift.
6. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hinterschneidung (32) ringförmig ausgebildet ist.
7. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aktoreinheit (12) auf der dem Strömungsgehäuse (50) zugewandten axialen Seite (45) eine axiale Durchführung (46) aufweist, durch die der Magnetkern (24) axial hindurch ragt.
8. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine radiale Durchführungs-Innenwand (48) bezogen auf den
Magnetkern (24) pressgepasst ist.
9. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Durchführungs-Innenwand (48) mindestens eine Aussparung (56) ausgebildet ist, durch die die Schnappvorrichtung (52) des Strömungsgehäuses (50) axial hindurchragt.
10. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine radiale Aussparungs-Innenwand (57) bezogen auf die Schnappvorrichtung (52) pressgepasst ist, sodass die Schnappvorrichtung (52) durch die Aussparungs-Innenwand (57) mindestens teilweise radial an den Magnetkern (24) angepresst ist.
11. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die axiale Durchführung (46) in einem Rückschlussblech (44) der Aktoreinheit (12) ausgebildet ist.
12. Magnetventil (10) für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Strömungsgehäuse (50) ein monolithischer Körper ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils (10) für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Verfahrensschritten:
Befestigung des Magnetkerns (24) am Strömungsgehäuse (50) durch Einsetzen des Magnetkerns (24) in die Schnappvorrichtung (52) des Strömungsgehäuses (50), und Befestigung des Strömungsgehäuses (50) inklusive des am Strömungsgehäuse (50) befestigten Magnetkerns (24) an der Aktoreinheit (12).
14. Verfahren zur Herstellung eines Magnetventils (10) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Strömungsgehäuse (50) durch Einpressen der Schnappvorrichtung (52) mit dem darin befestigten Magnetkern (24) in die Durchführung (48) mit der mindestens einen Aussparung (56) an der Aktoreinheit (12) befestigt wird, indem eine radiale Durchführungs-Innenwand (48) bezogen auf den Magnetkern (24) pressgepasst wird und mindestens eine radiale Aussparungs- Innenwand (57) bezogen auf die Schnappvorrichtung (52) pressgepasst wird.
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