DE102007040691A1 - Elektromagnetventil und Herstellungsverfahren für ein Elektromagnetventil - Google Patents

Elektromagnetventil und Herstellungsverfahren für ein Elektromagnetventil Download PDF

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Abstract

Es ist ein Elektromagnetventil (1), mit einem Ventilgehäuse (6), das in einen Aufnahmekörper (2) einsetzbar ist, offenbart. Das Ventilschließglied (12) wirkt mit einem Magnetanker (14) zusammen, der in einem Gehäuseoberteil (4) beweglich angeordnet und von einer Hülse (20) umgeben ist. Das Ventilgehäuse (6) umschließt einen Ventilsitz (36), ein Verntilschließglied (12) und eine Ventilfeder (40), die zusammen mit einem Federanschlag (38) im Ventilgehäuse (6) vorgesehen sind. Zumindest das Ventilgehäuse (6) und der Ventilsitz (36) sind tiefgezogene Bauteile.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die gegenwärtige Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil. Im Besonderen betrifft die Erfindung ein Elektromagnetventil, das ein Ventilgehäuse aufweist, welches in einem Aufnahmekörper einsetzbar ist. Das Ventilschließglied ist im Ventilgehäuse vorgesehen und wirkt mit einem Magnetanker zusammen, der im Gehäuseoberteil beweglich angeordnet ist. Der Magnetanker ist von einer Hülse umgeben, welche wiederum von einem Spulenmantel umschlossen ist.
  • Ferner betrifft die gegenwärtige Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein Elektromagnetventil. Das Elektromagnetventil weist ein Ventilgehäuse auf, das in einen Aufnahmekörper eingesetzt wird. Ferner ist ein Ventilschließglied im Ventilgehäuse vorgesehen und wirkt mit einem Magnetanker zusammen, der im Gehäuseoberteil beweglich angeordnet ist und von einer Hülse umgeben wird. Eine Magnetspule umgibt die Hülse, welche von einem Spulenmantel umschlossen wird.
  • Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2005 049 122 offenbart ein Elektromagnetventil mit einem Bund, welcher am Ventilgehäuse ausgebildet ist. Mit dem Bund kann das Magnetventil in einer Ventilaufnahmebohrung einer Ventilaufnahme mit einem am Ventilgehäuse vorgesehenen Befestigungselement in der Ventilaufnahmebohrung sicher befestigt werden. Das Ventilgehäuse selbst ist aus einem Drehteil hergestellt.
  • Die Deutsche Patentschrift DE 196 07 993 B4 offenbart ein Elektromagnetventil mit einem Ventilträger, der mit einer Ventilhülse druckmitteldicht verbunden ist. In der Ventilhülse ist ein axial beweglicher Magnetanker angeordnet, an dem ein mit einem Ventilsitz korrespondierendes Ventilschließglied angeordnet ist. Die Ventilhülse und der Ventilträger sind mittels spanloser Materialumformung dünnwandig hergestellt und mittels Elektronenstrahlschweißung oder durch Hartlot fest miteinander verbunden. Für die spanlose Materialumformung wird vorzugsweise ein Tiefziehverfahren verwendet.
  • Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2006 013 660 A1 offenbart ein Elektromagnetventil mit Ventilhaupt- und Vorsteuerstufe, sowie mit einer Magnetspule und einem Magnetanker, wobei zur Reduzierung der Baugröße und des elektrischen Energiebedarfs die Magnetspule innerhalb des Ventilgehäuses angeordnet ist. Das Ventilgehäuse besteht aus einem den Magnetfluss nicht leitenden Abschnitt, der am Umfang des magnetischen Abschnitts flüssigkeitsdicht anliegt. Der weitere Abschnitt ist als topfförmiges Tiefziehteil ausgebildet, wobei der untere Bereich einen als Einpresshülse ausgeführten Ventilsitz und ein paar Druckmittelkanäle aufnimmt.
  • Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2005 035 294 A1 offenbart ebenfalls ein Elektromagnetventil, dessen den Magnetfluss leitender Teil als ein die Ventilaufnahmebohrung druckmitteldicht verschließbarer Patronenkörper ausgefüllt ist, in dem die Magnetspule besonders kompakt dauernd integriert ist. Der den Magnetfluss nicht leitende Gehäuseteil besteht aus einem durch Tiefziehen besonders kostengünstig und präzise hergestellten Hülsenteil, dessen Hülsenrand an dem den Magnetfluss leitenden Abschnitt des Patronenkörpers druckmitteldicht, bevorzugt mittels einer Schweißverbindung, befestigt ist.
  • Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 102 48 342 offenbart ein Elektromagnetventil, das zur Dämpfung von Körperschall erzeugenden mechanischen Schwingungen im schwingungssensitiven Bereich ein schwingungsdämpfendes Mittel aufnimmt. Das Ventilgehäuse ist hier ebenfalls aus einem Drehteil hergestellt.
  • Das Deutsche Gebrauchsmuster DE 86 26 681 offenbart ein Elektromagnetventil mit einem mit dem Anker verbundenen schieberartigen Ventilkörper, der im Ventilgehäuse geführt ist und dessen Schließteil von einem im Ventilgehäuse ausgebildeten Ringraum umgeben ist. Der Ventilkörper wird dabei von einem Längskanal durchdrungen, der am Ringraum mündet und am Ankerraum endet. Der Ventilkörper ist dabei ebenfalls als Drehteil ausgebildet. Ferner umfasst der Ventilkörper keinerlei Federn, die evtl. eine Rückstellkraft auf das Schließteil ausüben.
  • Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2005 061 509 A1 offenbart ebenfalls ein Elektromagnetventil, dessen Magnetspule innerhalb eines Lochblechs mittels eines geeigneten Bauelements gehalten, sowie innerhalb des Lochblechs um die Längsachse des Ventilgehäuses beliebig verdrehbar angeordnet ist. Das Ventilgehäuse selbst ist auch in diesem Fall aus einem Drehteil gefertigt. Ferner umfasst das Elektromagnetventil auch Hülsenelemente, welche selbstverständlich in einem kostengünstigen Tiefziehverfahren hergestellt werden.
  • Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist es, ein Elektromagnetventil vorzuschlagen, das kostengünstig herzustellen ist und wobei einige Bauteile des Elektromagnetventils keinen so engen Toleranzbereich aufweisen müssen, wie Elektromagnetventile des Standes der Technik.
  • Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Elektromagnetventil, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromagnetventils vorzuschlagen, das kostengünstig und prozessökonomisch ist und bei dem die einzelnen Bauteile sich in keinem so engen Tole ranzbereich bewegen müssen, wie Bauteile von Elektromagnetventilen des Standes der Technik.
  • Die Aufgabe wird gelöst, durch ein Herstellungsverfahren, das die Merkmale des Anspruchs 8 umfasst.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Ventilgehäuse einen Ventilsitz, ein Ventilschließglied und eine Ventilfeder zusammen mit einem Federanschlag umschließt. Dabei sind zumindest das Ventilgehäuse und der Ventilsitz ein tief gezogenes Bauteil.
  • Ebenso ist es denkbar, dass das Ventilschließglied ein tief gezogenes Bauteil ist. Der Ventilsitz ist in das Ventilgehäuse eingelegt, wobei der Aufnahmekörper mindestens eine Flüssigkeitseinlassbohrung besitzt und dass die Seitenwand des Ventilgehäuses im Bereich der Flüssigkeitseinlassbohrung mit einer Roulierung versehen ist.
  • Das Gehäuseoberteil mit dem Magnetkern ist in das Ventilgehäuse eingesetzt, wobei das Ventilgehäuse mit dem Magnetkern durch eine umlaufende Laserschweißnaht verbunden und fixiert ist. Ebenso ist die Hülse am Magnetanker mit einer Laserschweißnaht fixiert.
  • Das Ventilgehäuse selbst ist im Aufnahmekörper durch eine Verstemmung gehalten. Zur Abdichtung der unterschiedlichen Bauteile sind entsprechende Dichtringe vorgesehen. Der Aufnahmeblock für das Elektromagnetventil umfasst mindestens einen Druckmitteleinlasskanal und einen Druckmittelauslasskanal. Das Ventilschließglied ist im Bereich des Druckmitteleinlasskanals gegenüber dem Ventilgehäuse mit einem Dichtring abgedichtet. Ebenso ist das Ventilgehäuse im Bereich der Verstemmung gegenüber dem Aufnahmeblock mit einem Dichtring abgedichtet. Der Federanschlag ist im Bereich des Druckmitteleinlasskanals gegenüber dem Aufnahmeblock mit einem Dichtring abgedichtet.
  • Das Herstellverfahren für das Elektromagnetventil ist von Vorteil, da das Herstellungsverfahren die einzelnen Bauteile des Elektromagnetventils in beson ders effizienter Art und Weise miteinander verbindet. Das Elektromagnetventil umfasst ein Ventilgehäuse, das in einen Aufnahmekörper eingesetzt wird. Ein Ventilschließglied ist im Ventilgehäuse vorgesehen und wirkt mit einem Magnetanker zusammen, der im Gehäuseoberteil beweglich angeordnet ist und von einer Hülse umgeben ist. Eine Magnetspule umgibt die Hülse, welche wiederum von einem Spulenmantel umschlossen wird. Die einzelnen Bauteile des Elektromagnetventils, wie z. B. der Ventilsitz, das Ventilschließglied, eine Ventilfeder zusammen mit einem Federanschlag werden in ein Ventilgehäuse eingesetzt und somit von diesem umschlossen. Zumindest das Ventilgehäuse und der Ventilsitz werden mit einem Tiefziehverfahren hergestellt. Das Gehäuseoberteil mit dem Magnetkern wird in das Ventilgehäuse eingefügt, wobei das Ventilgehäuse und der Magnetkern durch eine umlaufende Laserschweißnaht miteinander verbunden werden.
  • Das Verbinden des Magnetkerns mit dem Ventilgehäuse durch die umlaufende Schweißnaht, welche in einer Laserschweißanlage durchgeführt wird, kann dabei in der gleichen Laserschweißanlage durchgeführt werden, an der das Schweißen der Hülse an den Magnetpol erfolgt. Dies führt somit nicht zu einer Erhöhung der Taktzeit in der Montagelinie.
  • Das Ventilgehäuse wird im Aufnahmekörper mittels einer Verstemmung gehalten, bzw. befestigt. Die Verstemmung ersetzt somit das Clinchen des Ventilgehäuses in dem Aufnahmekörper oder auch eine Verschraubung des Magnetventils über einen Haltebügel. Durch den Wegfall der Clinchgeometrie für die Ventilbohrung im Aufnahmekörper werden die einzelnen zu verbindenden Bauteile toleranzunabhängiger. Zudem kann durch das Verstemmen das benötigte Volumen des Aufnahmeblocks für das einzubringende Elektromagnetventil reduziert werden. Um die Dichtigkeit zwischen den Druckkanälen (Druckmitteleinlasskanal und/oder Druckmittelauslasskanal), sowie der Bohrung für den Einsatz des Ventilgehäuses, bzw. des Elektromagnetventils in dem Aufnahmeblock zu gewährleisten, werden Standarddichtringe verwendet, die auf die entsprechenden Randbedingungen abgestimmt sind.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten einzigen Figur erläutert werden. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Elektromagnetventils im Querschnitt, wodurch der innere Aufbau des Elektromagnetventils verdeutlicht wird.
  • Die einzige Figur zeigt das erfindungsgemäße Elektromagnetventil 1 in Verbindung mit einem Aufnahmekörper 2 für das Elektromagnetventil 1. Das Elektromagnetventil 1 besteht aus einem Gehäuseoberteil 4 und einem Ventilgehäuse 6. Das Gehäuseoberteil 4 umfasst teilweise auch einen Magnetkern 8, der auch zum Teil in das Ventilgehäuse 6 ragt. Durch den Magnetkern 8 erstreckt sich ein Ventilstößel 10, der an seinem vorderen Ende, welches sich im Ventilgehäuse 6 befindet, ein Ventilschließglied 12 trägt. Der Ventilstößel 10 überträgt die Bewegung des Magnetankers 14, der sich im Gehäuseoberteil 4 befindet. Zwischen einem Endbereich 16 und dem Magnetanker 14 ist eine Rückstellfeder 18 vorgesehen. Der Magnetkern 8, der Magnetanker 14, die Endscheibe 16, sowie die Rückstellfeder 18 werden teilweise von einer Hülse 20 umschlossen. Die Hülse 20 ist am Magnetkern 8 mittels einer umlaufenden Laserschweißnaht 22 befestigt. An der Außenwand der Hülse 20 ist eine Magnetspule 24 vorgesehen, die teilweise den Bereich des Magnetankers 14 und des Magnetkerns 8 umschließt. Der Spulenmantel 26 umgibt die Magnetspule 24 und ist mit dem Magnetkern 8 verbunden. Der Magnetkern 8 ragt teilweise in das Ventilgehäuse 6 hinein. Nachdem das Gehäuseoberteil 4 mit dem Magnetkern 8 in das Ventilgehäuse 6 eingeschoben worden ist, wird der Magnetkern 8 im Ventilgehäuse 6 ebenfalls mit einer umlaufenden Laserschweißnaht 28 fixiert.
  • Das Ventilgehäuse 6 wird mittels einer Verstemmung 30 im Aufnahmekörper 2 fixiert. Der Aufnahmekörper 2 besitzt mindestens eine Flüssigkeitseinlassbohrung 32 und mindestens eine Flüssigkeitsauslassbohrung 34. Im Ventilgehäuse 6 befindet sich ein Ventilsitz 36, der mit dem Ventilschließglied 12 zusammenwirkt, um das Ventil, bzw. den Flüssigkeitsdurchlass zu öffnen und zu schlie ßen. Ferner wird teilweise von dem Ventilgehäuse 6 ein Federanschlag 38 umschlossen, der eine Ventilfeder 40 trägt. Der Federanschlag 38 bildet somit das Ende des Elektromagnetventils 1 im Flüssigkeitsauslasskanal 34. Der Ventilsitz 36 ist in das Ventilgehäuse 6 eingelegt, wobei im Bereich der Flüssigkeitseinlassbohrung 32 des Aufnahmekörpers 2 die Seitenwand des Ventilgehäuses 6 im Bereich der Flüssigkeitseinlassbohrung 32 mit einer Roulierung 42 versehen ist, um dadurch einen Flüssigkeitsdruckmittelstransport zu gewährleisten. Im Ventilgehäuse 6 befindet sich mindestens eine Öleinlassbohrung. Zur Abdichtung des Elektromagnetventils 1 im Aufnahmeblock 2 sind mehrere Dichtringe 50 vorgesehen. Wie bereits erwähnt, hat der Aufnahmeblock 2 mindestens eine Flüssigkeitseinlassbohrung 32 und mindestens eine Flüssigkeitsauslassbohrung 34 ausgebildet. So ist z. B. ein Dichtring 50 im Bereich der Flüssigkeitseinlassbohrung 32 zwischen dem Ventilschließglied 12 und dem Ventilgehäuse 6 vorgesehen. Ferner ist das Ventilgehäuse 6 im Bereich der Verstemmung 30 gegenüber dem Aufnahmeblock mit einem Dichtring 50 abgedichtet. Ebenso kann der Federanschlag 38 im Bereich der Flüssigkeitsauslassbohrung 34 gegenüber dem Aufnahmeblock 2 mit einem Dichtring 50 abgedichtet sein.
  • Das Ventilgehäuse 6 ist ein tief gezogenes Bauteil. Ebenso können der Ventilsitz 36 und das Ventilschließglied 12 als tief gezogene Bauteile ausgeformt sein. Selbstverständlich ist auch der Federanschlag 38 als tief gezogenes Bauteil hergestellt. Besonders vorteilhaft ist die Herstellung des Ventilgehäuses 6 als tief gezogenes Bauteil, da bei dem Verbinden zwischen dem Gehäuseoberteil 4 und dem Ventilgehäuse 6 ein größerer Toleranzbereich eingehalten werden kann. Hinzu kommt, dass das Ventilgehäuse 6 im Aufnahmeblock 2 nicht mehr mit Clinchen befestigt werden muss. Dies bedeutet ebenfalls, dass bei dem Ventilgehäuse 6 bei der Fertigung ein größerer Toleranzbereich gilt, was die Herstellungskosten eines Elektromagnetventils 1 erheblich reduziert. Hinzu kommt, dass der Aufnahmeblock 2 und das Ventilgehäuse 6 nicht mehr so groß und massiv ausgebildet sein müssen, um die Kraft während des Clinchens abzufangen. Durch das Verstemmen des Ventilgehäuses 6 im Aufnahmeblock 2 wird eine geringere Kraft benötigt, so dass die entsprechenden Bauteile mit kleineren Wandstärken, bzw. mit weniger Materialverbrauch ausgebildet werden können.
  • Die Erfindung wurde in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch denkbar, dass Änderungen und Abwandlungen der Erfindung durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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    • - DE 102005061509 A1 [0009]

Claims (13)

  1. Elektromagnetventil (1), mit einem Ventilgehäuse (6), das in einen Aufnahmekörper (2) einsetzbar ist, wobei das Ventilschließglied (12) im Ventilgehäuse (6) vorgesehen ist und mit einem Magnetanker (14) zusammenwirkt, der in einem Gehäuseoberteil (4) beweglich angeordnet und von einer Hülse (20) umgeben ist, dass eine Magnetspule (24) die Hülse (20) umgibt, welche von einem Spulenmantel (26) umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (6) einen Ventilsitz (36), ein Ventilschließglied (12) und eine Ventilfeder (40) zusammen mit einem Federanschlag (38) umschließt und dass zumindest das Ventilgehäuse (6) und der Ventilsitz (36) tiefgezogene Bauteile sind.
  2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (12) ein tiefgezogenes Bauteil ist.
  3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (36) in das Ventilgehäuse (6) eingelegt ist, dass der Aufnahmekörper (2) mindestens eine Flüssigkeitseinlassbohrung (32) besitzt und dass die Seitenwand des Ventilgehäuses (6) im Bereich der Flüssigkeitseinlassbohrung (32) mit einer Roulierung (42) versehen ist.
  4. Elektromagnetventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil (4) mit einem Magnetkern (8) im Ventilgehäuse (6) sitzt und dass das Ventilgehäuse (6) und der Magnetkern (8) durch eine umlaufende Laserschweißnaht (28) miteinander verbunden und fixiert sind.
  5. Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (20) am Magnetkern (8) ebenfalls mit einer Laserschweißnaht (22) fixiert ist.
  6. Elektromagnetventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (6) im Aufnahmekörper (2) durch eine Verstemmung (30) gehalten ist.
  7. Elektromagnetventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeblock (2) für das Elektromagnetventil mindestens eine Flüssigkeitseinlassbohrung (32) und eine Flüssigkeitsauslassbohrung (34) aufweist, wobei das Ventilschließglied (12) im Bereich der Flüssigkeitseinlassbohrung (32) gegenüber dem Ventilgehäuse (6) mit einem Dichtring (50) abgedichtet ist, dass das Ventilgehäuse (6) im Bereich der Verstemmung (30) gegenüber dem Aufnahmeblock (2) mit einem Dichtring (50) abgedichtet ist und dass der Federanschlag (38) im Bereich der Flüssigkeitsauslassbohrung (34) gegenüber dem Aufnahmeblock (2) mit einem Dichtring (50) abgedichtet ist.
  8. Herstellungsverfahren für ein Elektromagnetventil, wobei das Elektromagnetventil ein Ventilgehäuse (6) umfasst, das in einen Aufnahmekörper (2) eingesetzt wird, dass ein Ventilschließglied (12) im Ventilgehäuse (6) vorgesehen ist und mit einem Magnetanker (14) zusammenwirkt, der im Gehäuseoberteil (4) beweglich angeordnet und von einer Hülse (20) umgeben ist, dass eine Magnetspule (24) die Hülse (20) umgibt, welche von einem Spulenmantel (26) umschlossen wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • dass ein Ventilsitz (36), ein Ventilschließglied (12) und eine Ventilfeder (40) zusammen mit einem Federanschlag (38) vom Ventilgehäuse (6) umschlossen werden; • dass zumindest das Ventilgehäuse (6) und der Ventilsitz (36) mit einem Tiefziehverfahren hergestellt werden; und • dass das Gehäuseoberteil (4) mit einem Magnetkern (8) in das Ventilgehäuse (6) eingefügt wird, wobei das Ventilgehäuse (6) und der Magnetkern (8) durch eine umlaufende Laserschweißnaht (28) miteinander verbunden werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (12) ebenfalls ein im Tiefziehverfahren hergestelltes Bauteil ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (36) in das Ventilgehäuse (6) eingelegt wird, dass der Aufnahmekörper (2) mindestens eine Flüssigkeitseinlassbohrung (32) besitzt und dass die Seitenwand des Ventilgehäuses (6) im Bereich der Flüssigkeitseinlassbohrung (32) mit einer Roulierung (42) und mindestens einer Öleinlassbohrung versehen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (20) am Magnetkern (8) ebenfalls mit einer Laserschweißnaht (22) fixiert wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstemmung (30) ausgebildet wird, die das Ventilgehäuse (6) im Aufnahmekörper (2) hält.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Aufnahmeblock (2) für das Elektromagnetventil mindestens ein Druckmitteleinlasskanal (32) und ein Druckmittelauslasskanal (34) ausgebildet wird, wobei das Ventilschließglied (12) im Bereich des Druckmitteleinlasskanals (34) gegenüber dem Ventilgehäuse (6) mit einem Dichtring (50) abgedichtet wird, dass das Ventilgehäuse (6) im Bereich der Verstemmung (30) gegenüber dem Aufnahmeblock (2) mit einem Dichtring (50) abgedichtet wird und dass der Federanschlag (38) im Bereich des Druckmitteleinlasskanals (32) gegenüber dem Aufnahmeblock (2) mit einem Dichtring (50) abgedichtet wird.
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