DE102005061352A1

DE102005061352A1 - Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE102005061352A1
Application number: DE102005061352A
Authority: DE
Inventors: Axel Hinz; Günther VOGEL; Uwe Greiff; René LENZ; Christoph KÖHLER
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-03-22
Also published as: US20070057572A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem Rückschlagventil (1) in einer Bypassverbindung zur Umgehung zweier Ventilschließkörper (16, 17) in ihrer geschlossenen Schaltstellung, wozu das Rückschlagventil (1) außerhalb des Ventilgehäuses (2) in einem Ringkörper (3) angeordnet ist, der im Bereich des Druckmittelauslasses (4) flüssigkeitsdicht zwischen einer Ventilaufnahmebohrung (5) und dem Ventilgehäuse (2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 198 36 493 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil der angegebenen Art für eine schlupfgeregelte Bremsanlage bekannt geworden, das über ein in einem Ventilkolben integriertes Rückschlagventil verfügt, um in der geschlossenen Ventilschaltstellung zu Entlüftungs- und Befüllzwecken eine Bypassverbindung zur Umgehung des Ventils herzustellen. Die Integration des Rückschlagventils im Ventilkolben erfordert infolge der Miniaturisierung des Ventilkolbens einen entsprechend hohen Herstellaufwand.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit möglichst einfachen, funktionsgerechten Mitteln derart zu verbessern, dass unter Beibehaltung der oben erwähnten Bypassfunktion eine Integration des Rückschlagventils im Ventilkolben vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Elektromagnetven til der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigen:
1 eine Gesamtansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten zweistufigen Elektromagnetventils im Längsschnitt, das erfindungsgemäß mit einer geeigneten Bypassfunktion versehen werden soll,
2 den unteren Abschnitt des Elektromagnetventil nach 1 in einer vergrößerten Darstellung in einer erfindungswesentlichen konstruktiven Abwandlung, wozu ein Rückschlagventil in einem Ringkörper aufgenommen ist,
3 eine alternative Ausführung und Anordnung des erfindungsgemäßen Ringkörpers am Elektromagnetventil nach 1.
Die 1 zeigt in einer erheblichen Vergrößerung ein Elektromagnetventil im Längsschnitt mit einem einteiligen, im Tiefziehverfahren dünnwandig ausgeführten Ventilgehäuse 2, das einen separaten, am Außenumfang des Ventilgehäuses aufgesetzten und mittels Laserschweißung befestigten Haltekragen 12 aufnimmt, der durch spanlose Umformung beispielsweise als Kaltschlagteil hergestellt ist. Der im wesentlichen scheibenförmige Haltekragen 12 ist am Außenumfang als Ver stemmstempel ausgebildet, so dass dieser mit seiner am Umfang umlaufenden Hinterschneidung mit dem konfektionierten Ventilgehäuse 1 in einer gestuften Ventilaufnahmebohrung 5 eines blockförmigen Ventilträgers eingepresst ist, dessen weiches Material während des Einpressvorgangs zu Befestigungs- und Dichtzwecken in die Hinterschneidung verdrängt wird. Oberhalb des Haltekragens 12 ist der offene Endabschnitt des hülsenförmigen Ventilgehäuses 2 mit einem Stopfen 13 verschlossen, der gleichzeitig die Funktion eines Magnetkerns übernimmt. Auch der Stopfen 13 besteht aus einem kostengünstigen und hinreichend präzise gefertigten Kaltschlagteil, das mit dem Ventilgehäuse 2 am Außenumfang laserverschweißt ist. Unterhalb des Stopfens 13 befindet sich ein Magnetanker 14, der aus einem Rund- oder Mehrkantprofil durch Kaltschlagen bzw. Fließpressen gleichfalls sehr kostengünstig hergestellt ist. Der Magnetanker 14 verschließt unter Wirkung einer Druckfeder 15 in der Ventilgrundstellung mit dem am stößelförmigen Fortsatz des Magnetankers 14 angebrachten ersten Ventilkörper 16 einen ersten, in einem zweiten Ventilschließkörper 17 angeordneten Ventildurchlass 18. Hierzu ist der erste Ventilschließkörper 16 zweckmäßigerweise als Halbkugel am Stößelabschnitt angebracht, der mittels einer Selbstverstemmung in einer Bohrung des Magnetankers 14 befestigt ist, während der zweite Ventilschließkörper 17 im wesentlichen als kolbenförmiges Drehteil ausgeführt ist, das unter der Wirkung einer Feder 19 in Richtung auf den ersten Ventilschließkörper 16 beaufschlagt ist.
Infolge der Wirkung der zwischen dem Stopfen 13 und dem Magnetanker 14 angeordneten Druckfeder 15 verharrt in der abbildungsgemäßen Ventilgrundstellung der als Ventilverschluss wirksame Boden des zweiten Ventilschließkörpers 17 an einem im unteren Ende des Ventilgehäuses 2 vorgesehenen Ventilsitzkörper 25, dessen abhängig vom hydraulischen Differenzdruck freischaltbarer Durchlassquerschnitt erheblich größer ist als der elektromagnetisch freischaltbare Öffnungsquerschnitt des im zweiten Ventilkörper 17 gelegenen ersten Ventildurchlasses 18.
Der im wesentlichen als Querkanal im Ventilträger 4 dargestellte Druckmitteleinlass 10 setzt sich über das im Hohlraum des Ventilträgers befindlichen Ringfilterelement 9 zur gestanzten Querbohrung 21 im Ventilgehäuse 2 fort, so dass einlassseitiges Druckmittel unmittelbar am zweiten Ventilschließkörper 17 ansteht.
Die Feder 19 befindet sich außerhalb des den Druckmitteleinlass 10 mit dem Druckmittelauslass 4 verbindbaren Strömungswegs, wozu ein hülsenförmiger Anschlagkörper 22 für die Feder 19 im Ventilgehäuse 2 eingesetzt ist, an dem sich das vom zweiten Ventilschließkörper 17 abgewandte Ende der Feder 19 abstützt. Der Hülsenabschnitt des Anschlagkörpers 22 führt und zentriert den zweiten Ventilschließkörper 17 in Richtung auf den am unteren Ende des Ventilgehäuses 2 angeordneten Ventilsitzkörper 25.
Somit ergibt sich ein Elektromagnetventil mit einem ersten und zweiten Ventilschließkörper 16, 17, die in koaxialer Anordnung im Ventilgehäuse 2 einen ersten als auch einen zweiten Ventildurchlass 18, 20 zu öffnen oder zu verschließen vermögen, wobei der erste Ventilschließkörper 16 abhängig von der elektromagnetischen Erregung einer Ventilspule 23 den im zweiten Ventilschließkörper 17 gelegenen ersten Ventildurchlass 18 zu öffnen oder zu verschließen vermag, wäh rend der zweite Ventilschließkörper 17 unter dem Einfluss der Feder 19 ausschließlich in der Offenstellung des ersten Ventildurchlasses 18 den zweiten Ventildurchlass 20 freigibt, so dass ein im Druckmitteleinlass 10 anstehendes Druckmittel entlang einem Strömungsweg innerhalb des Ventilgehäuses 2, in dem sich der erste als auch zweite Ventildurchlass 18, 20 befindet, zum Druckmittelauslass 4 gelangt.
Gemäß den in den 2, 3 abgebildeten erfindungswesentlichen Merkmalen ist zur Umgehung der beiden Ventilschließkörper 16, 17 in ihrer geschlossenen Schaltstellung, ein in Richtung des Druckmitteleinlass 10 öffnendes Rückschlagventil 1 in einer Bypassverbindung vorgesehen, die außerhalb des Ventilgehäuses 2 in einem Ringkörper 3 angeordnet ist. Der Ringkörper 3 ist hierzu im Bereich des Druckmittelauslasses 4 flüssigkeitsdicht zwischen einer Ventilaufnahmebohrung 5 und dem unteren Ende des Ventilgehäuses 2 angeordnet.
Entsprechend den vergrößerten Darstellungen der Erfindung in den 2, 3 ist der Ringkörper 3 außermittig vertikal von einem gestuften Bypasskanal 6 durchdrungen, in dem ein Ventilsitz 7 zur Aufnahme und Abdichtung des Rückschlagventils 1 angeordnet ist. Der Ventilsitz 7 ist hierzu bevorzugt als Kegeldichtsitz und das Rückschlagventil 1 als Kugelrückschlagventil ausgeführt.
Um den Fertigungsaufwand für den Ringkörper 3, den Ventilsitz 7 und den Bypasskanal 6 möglichst gering zu halten, ist der Ringkörper 3 aus einem zähen, verschleißfesten Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt. Der Ringkörper 3 weist zur Abdichtung in der Ventilaufnahmebohrung 5 am Außenumfang einen Dichtring 8 auf, der in einer Ringnut des Ringkörpers 3 gehalten ist. Der Innenumfang des Ringkörpers 3 ist mit einer Presspassung versehen, so dass der Ringkörper 3 vor der Montage des Elektromagnetventils in der Ventilaufnahmebohrung 5 bereits druckmitteldicht am unteren Hülsenende des Ventilgehäuses 2 aufgepresst ist.
Damit der für das Rückschlagventil 1 vorgesehene Ventilsitz 7 von Radialkräften frei ist, die infolge der Pressverbindung des zwischen dem Ventilgehäuse 2 und der Ventilaufnahmebohrung 5 eingefügten Ringkörper 3 wirksam sind, ist der Ringkörper 3 zur Vermeidung von mechanischen Spannungen am Ventilsitz 7 im Bereich des Ventilsitzes 7 radial als auch axial abgesetzt, beziehungsweise im Innen- und bei Bedarf auch im Außendurchmesser abschnittsweise verkleinert. Die infolge der Pressverbindung in den Ringkörper 3 eingeleiteten Radialkräfte werden ausschließlich über die unterhalb des Rückschlagventils 1 am Ventilgehäuse 2 kraftschlüssig anliegenden Kontaktfläche des Ringkörpers 3 örtlich gezielt eingeleitet.
Im Ausführungsbeispiel nach 2 schließt sich an der vom Druckmittelauslass 4 abgewandten Stirnseite des Ringkörpers 3 ein fest mit dem Ringkörper 3 verbundenes Ringfilterelement 9 an, das den Druckmitteleinlass 10 zur Filterung der Flüssigkeit überdeckt. Somit stellt das Ausführungsbeispiel nach 2 eine sinnvolle bauliche Vereinigung des aus 1 bekannten Ringfilterelements 9 mit dem das Rückschlagventil 1 aufnehmenden Ringkörper 3 dar.
Damit das Rückschlagventil 1 immer im Bereich des Ventilsitzes 7 verharrt, ist an der vom Druckmittelauslass 4 abgewandten Stirnseite des Ringkörpers 3 eine Anschlagscheibe 11 befestigt, die das in den Bypasskanal 6 eingesetzte Rückschlagventil 1 teilweise überdeckt (siehe 2, 3).
Der Ringkörper 3 bildet mit dem Rückschlagventil 1, der Anschlagscheibe 11 und mit dem Ringfilterelement 9 eine eigenständig handhabbare Baugruppe, die als Vormontagebaugruppe auf einfache Weise mittels einer Pressverbindung am unteren Ende des hülsenförmigen Ventilgehäuses 2 befestigt ist.
Die 3 zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante der Anschlagscheibe 11, die zu einem Blechtopf mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Topfboden ausgeformt ist, dessen Mantelfläche sich radial abdichtend zwischen dem Ventilgehäuse 2 und der Innenwand des Ringkörpers 3 erstreckt. Der Ringkörper 3 ist hierbei durch eine elastomere Dichtscheibe 24 von dem aus 1 bekannten topfförmigen Ringfilterelement 9 beabstandet. Die 3 zeigt somit ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem alle aus 1 bekannten Ventilbauteile unverändert beibehalten werden können.
Gemäß 2 ist das Ringfilterelement 9 an die Funktionsbedürfnisse des Rückschlagventils 1 angepasst und unmittelbar mit dem Ringkörper 3 vereinigt, mit dem Ergebnis, dass man eine besonders kompakte Bauweise mit geringster Teileanzahl erhält.
In 2, 3 ist der Bypassdurchgang innerhalb des Ventilsitzes 7 jeweils als Blendenöffnung dargestellt, um Kavitation im angeschlossenen Hydrauliksystem, insbesondere im Sekundärkreis einer schlupfgeregelten Bremsanlage zu verhindern, sodass keine Luft über eine evtl. undichte Kolbendichtung einer am Sekundärkreis angeschlossenen Rückförderpumpe in das Hydrauliksystem gelangen kann.
Kavitationsgefahr kann in der Bremsanlage durch schnelles Lösen des Bremspedals entstehen. Durch eine geeignete Drucksensorik (Raddruck, Hauptzylinderdruck) lässt sich eine derartige Bremspedalbewegung im Hydrauliksystem erkennen und ein Unterdruck im Kanalsystem bei Wunsch oder Bedarf durch elektrisches Öffnen des aus 1 bekannten Elektromagnetventils reduzieren. Infolge der Blendenwirkung des Bypasskanals 6 kann das elektrische Öffnen des Elektromagnetventils nunmehr entfallen.
Bei Verwendung der vorgestellten Erfindung für eine schlupfgeregelte Bremsanlage, die mit einer Fahrdynamikregelung ausgestattet ist, kann auf einfache Weise eine selbsttätige Entlüftung und automatisierte Befüllung des Sekundärbremskreises erfolgen, ohne dass das Elektromagnetventil elektrisch betätigt werden muss.

1: Rückschlagventil
2: Ventilgehäuse
3: Ringkörper
4: Druckmittelauslass
5: Ventilaufnahmebohrung
6: Bypasskanal
7: Ventilsitz
8: Dichtring
9: Ringfilterelement
10: Druckmitteleinlass
11: Anschlagscheibe
12: Haltekragen
13: Stopfen
14: Magnetanker
15: Druckfeder
16: Ventilkörper
17: Ventilkörper
18: Ventildurchlass
19: Feder
20: Ventildurchlass
21: Querbohrung
22: Anschlagkörper
23: Ventilspule
24: Dichtscheibe
25: Ventilsitzkörper

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem in einem Ventilgehäuse angeordneten ersten und einem zweiten Ventilschließkörper, die in koaxialer Anordnung im Ventilgehäuse einen ersten als auch einen zweiten Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermögen, mit einem in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmitteleinlass und einem Druckmittelauslass, wobei der erste Ventilschließkörper abhängig von der elektromagnetischen Erregung einer Ventilspule den im zweiten Ventilschließkörper gelegenen ersten Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag und wobei der zweite Ventilschließkörper unter dem Einfluss einer Feder ausschließlich in der Offenstellung des ersten Ventildurchlasses den zweiten Ventildurchlass freigibt, so dass ein im Druckmitteleinlass anstehendes Druckmittel entlang einem Strömungsweg innerhalb des Ventilgehäuses, in dem sich der erste als auch zweite Ventildurchlass befindet, zum Druckmittelauslass gelangt, sowie mit einem Rückschlagventil in einer Bypassverbindung zur Umgehung der beiden Ventilschließkörper in ihrer geschlossenen Schaltstellung, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (1) außerhalb des Ventilgehäuses (2) in einem Ringkörper (3) angeordnet ist, der im Bereich des Druckmittelauslasses (4) flüssigkeitsdicht zwischen einer Ventilaufnahmebohrung (5) und dem Ventilgehäuse (2) angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (3) vertikal von einem Bypasskanal (6) durchdrungen ist, in dem ein Ventilsitz (7) zur Aufnahme des Rückschlagventils (1) angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (7) als Kegeldichtsitz und das Rückschlagventil (1) als Kugelrückschlagventil im Ringkörper (3) ausgeführt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (3), der Ventilsitz (7) und der Bypasskanal (6) aus einem zähen, verschleißfesten Kunststoff vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt sind.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (3) zur Abdichtung in der Ventilaufnahmebohrung (5) am Außenumfang einen Dichtring (8) aufweist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (7) von Radialkräften frei ist, wozu der Ringkörper (3) im Bereich des Ventilsitzes (7) zur Vermeidung von Radialspannungen am Ventilsitz (7) radial abgesetzt und/oder im Innen- als auch Außendurchmesser abschnittsweise verkleinert ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der vom Druckmittelauslass (4) abgewandten Stirnseite des Ringkörpers (3) ein fest mit dem Ringkörper (3) verbundenes Ringfilterelement (9) erstreckt, das den Druckmittelein lass (10) überdeckt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der vom Druckmittelauslass (4) abgewandten Stirnseite des Ringkörpers (3) eine Anschlagscheibe (11) befestigt ist, die das Rückschlagventil (1) teilweise überdeckt.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (3) mit dem Rückschlagventil (1), der Anschlagscheibe (11) und vorzugsweise mit dem Ringfilterelement (9) eine eigenständig handhabbare Baugruppe bildet, die als Vormontagebaugruppe mittels einer Pressverbindung am Ventilgehäuse (2) befestigt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagscheibe (11) zu einem Blechtopf mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Topfboden ausgeformt ist, dessen Mantelfläche sich radial abdichtend zwischen dem Ventilgehäuse (2) und der Innenwand des Ringkörpers (3) erstreckt.