DE102007043553A1

DE102007043553A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102007043553A1
Application number: DE102007043553A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2007-03-10
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2008-09-11
Also published as: WO2008110438A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, dessen Hülse (1) einen magnetisierbaren Abschnitt aufweist, der durch den dom- oder topfförmigen Endabschnitt (5) an der Hülse (1) gebildet ist, der als separates, magnetisierbares Bauteil ausgeführt ist, welcher kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Hülse (1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Elektromagnetventil der angegebenen Art ist bereits aus der Patentanmeldung DE 199 51 665 A1 bekannt. Dieses Elektromagnetventil weist ein Ventilgehäuse auf, bestehend aus einem den Magnetfluss leitenden Rohrkörper, an dem eine den Magnetfluss nicht leitende Hülse befestigt ist, die an ihrem vom Rohrkörper abgewandten Endabschnitt dom- oder kappenförmig geschlossen ist, mit einem den Magnetfluss leitenden Magnetkern, der ein Bestandteil des Rohrkörpers bildet, mit einer in einem Jochkörper aufgenommenen Magnetspule, die beide gemeinsam auf dem Rohrkörper aufgesetzt sind, sowie mit einem innerhalb der Hülse angeordneten Magnetanker, der mit einem Ventilschließglied verbunden ist, welches unter der Wirkung einer Druckfeder in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung von einem Ventilsitz abgehoben ist, wodurch eine Verbindung zwischen wenigstens zwei in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen hergestellt ist.
Das Elektromagnetventil hat den Nachteil, dass infolge der einteiligen Ausführung der Hülse mit dem Endabschnitt auch der Endabschnitt nicht magnetisierbar ist, sodass der Endabschnitt einen für den Magnetkreis zu überbrückenden radialer Luftspalt mit einen unerwünschten elektrischen Widerstand darstellt.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein E lektromagnetventil der angegebenen Art weiter zu entwickeln, welches mit einem optimierten Magnetkreis kostengünstig und besonders kompakt hergestellt werden kann, sodass vorgenannter Nachteil vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Folgenden aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele im Längsschnitt hervor.
Es zeigen:
1 ein Elektromagnetventil im Längsschnitt, mit den erfindungsgemäßen Merkmalen zur zweiteiligen Ausführung der mit dem Endabschnitt verbundenen Hülse,
2 eine Abwandlung des aus 1 bekannten Elektromagnetventils mit einem separat im Rohrkörper integrierten Magnetkern, verändertem Ventilsitzträger und geänderter Ankerführung.
Bevor auf alle Einzelheiten der abgebildeten Ausführungsbeispiele eingegangen wird, sollen zunächst die erfindungswesentlichen Merkmale des beanspruchten Elektromagnetventils unter Beachtung der aus den einzelnen Figuren erkennbaren Merkmale herausgestellt werden.
Alle aus den 1–2 ersichtlichen Elektromagnetventile weisen jeweils in einem Hauptkanal 25 ein Ventilschließglied 13 auf, das auf einen Ventilsitz 15 gerichtet ist. Abhängig von der offenen Stellung des Ventilschließgliedes 13 ist somit eine direkte hydraulische Verbindung zwischen den in ein Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen 18, 19 herstellbar. Das Ventilgehäuse besteht aus einem den Magnetfluss leitenden Rohrkörper 2, an dem eine den Magnetfluss nicht leitende Hülse 1 befestigt ist, die an ihrem vom Rohrkörper 2 abgewandten offenen Ende erfindungsgemäß von einem den Magnetfluss leitenden dom- bzw. kappenförmigen Endabschnitt 5 verschlossen ist. Auf dem Rohrkörper 2 ist eine in einem Jochkörper 6 aufgenommene Magnetspule 16 aufgesetzt. Das Ventilschließglied 13 ist zur elektromagnetischen Betätigung über einen Stößel mit einem innerhalb des Ventilgehäuses axial beweglichen Magnetanker 4 verbunden, der unter der Wirkung einer Druckfeder 14 in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung vom Ventilsitz 15 abgehoben ist, wodurch die verbindung zwischen den in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen 18, 19 hergestellt ist.
Die Erfindung sieht vor, dass im Gegensatz zum Stand der Technik die Hülse 1 einen den Magnetfluss leitenden Abschnitt aufweist, der durch den dom- oder topfförmigen Endabschnitt 5 der Hülse 1 gebildet ist, der zweckmäßigerweise als separates Bauteil ausgeführt ist, welcher kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Hülse 1 verbunden ist. Durch diese Maßnahme stellt die Hülse 1 im Bereich des Endabschnitts 5 für den Magnetkreis keinen magnetischen Widerstand dar, wodurch sich der Wirkungsgrad des Magnetkreises signifikant verbessert.
Folglich kontaktiert der Jochkörper 6 nicht nur unterhalb der Hülse 1 das Ventilgehäuse direkt radial, sondern auch im Bereich des magnetisierbaren Endabschnitts 5, womit die ma ximale Länge L1 der Hülse 1 durch den Abstand A zwischen einer ersten, am Endabschnitt 5 anliegenden radialen Kontaktstelle K1 des Jochkörpers 6 und einer zweiten, am Rohrkörper 2 anliegenden radialen Kontaktstelle K2 bestimmt ist.
Der Magnetanker 4 weist an seiner dem topf- oder domförmig geschlossenen Endabschnitt 5 zugewandten Stirnfläche einen axialen Luftspalt 21 auf, der durch wenigstens einen Vorsprung 20 an der Stirnfläche des Magnetankers 4 oder alternativ am Boden des Endabschnitts 5 bestimmt ist, sodass der Magnetanker 4 unter der Wirkung der Druckfeder 14 den Boden des Endabschnitts 5 nicht unmittelbar kontaktiert. Hierdurch wird ein die elektromagnetische Betätigung des Magnetankers 4 störender Magnetfluss zwischen der Stirnfläche des Magnetankers 4 und dem Boden am Endabschnitt 5 zuverlässig verhindert.
Weiterhin sind am Rohrkörper 2 und dem Endabschnitt 5 in allen Ausführungsbeispielen schmale Fortsätze 7 angeformt, die sich in die beiden offenen Enden der Hülse (1) diametral erstrecken. Die Fortsätze 7 sind mittels einer Schweißverbindung, vorzugsweise mittels Laserschweißung an der Hülse 1 befestigt.
Die Hülse 1 weist zur Vermeidung magnetischer Eigenschaften ein austenitisches Werkstoffgefüge auf, während der Rohrkörper 2 und der Endabschnitt 5 zur möglichst guten Magnetflussleitung aus einem ferritischen Werkstoff bestehen. Diese Werkstoffkombination hat zur Folge, dass durch die Schweißverbindung des Rohrkörpers 2 und des Endabschnitts 5 an der Hülse 1 die Fortsätze 7 ein austenitisches sowie ferritisches Mischgefüge aufweisen, deren geringe Magnetisierbarkeit infolge des austenitischen Gefügeanteils einen uner wünschten Magnetflusses in diesem Bereich verhindert. Fertigungstechnisch besonders günstig sind der Rohrkörper 2, der Magnetanker 4 und der Endabschnitt 5 als Kaltschlagteile, hingegen die Hülse 1 und der Jochkörper 6 als Tiefziehteile ausgebildet.
Um außer einer für den Magnetkreis möglichst günstigen radialen Kontaktierung des Jochkörpers 6 am Ventilgehäuse auch die bei der Erregung der Magnetspule 16 entstehende Wärme optimal über das Ventilgehäuse in den Ventilaufnahmekörper 11 ableiten zu können, stützt sich der Jochkörper 6 im Bereich der zweiten Kontaktstelle K2 zur großflächigen Wärmeeinleitung in den Rohrkörper 2 an einer aus der Ventilaufnahmebohrung 12 hervorstehenden Gehäusestufe 10 des Rohrkörpers 2 axial ab. Zwecks Befestigung im Ventilaufnahmekörper 11 weist der Rohrkörper 2 unterhalb der Gehäusestufe 10 einen Kragen 9 auf, der durch Kaltschlagen oder Fließpressen hergestellt ist.
Gemeinsam mit dem Kragen 9 und der Gehäusestufe 10 ist der Fortsatz 7 in einem einzigen Arbeitsgang durch Kaltschlagen oder Kaltfließpressen des Rohrkörpers 2 kostengünstig in einer einteiligen homogenen Bauweise hergestellt. Hingegen ist der Jochkörper 6 vorteilhaft zweiteilig aus Dünnblech hergestellt, bestehend aus einem auf dem Rohrkörper 2 aufgesetzten, durch Tiefziehen hergestellten Gehäusetopf 6' und einem den Endabschnitt 5 und den Rand des Gehäusetopfs 6' kontaktierenden Scheibe 6'', die durch Stanzen mit minimalem Fertigungsaufwand hergestellt ist. Die Magnetspule 16 ist in den Gehäusetopf 6' eingesetzt, der mit dem Topfboden an der Gehäusestufe 10 anliegt, bevor die Scheibe 6'' oberhalb der Magnetspule 16 in den Gehäusetopf 6' eingepresst wird.
Ferner geht als weitere Besonderheit des in 1 abgebildeten Elektromagnetventils ein als O-Ring ausgebildetes Rückschlagventil 22 hervor, das differenzdruckabhängig entweder an einem im unteren Abschnitt des Rohrkörpers 2 eingeformten Dichtkonus 23 oder an einem von unten in den Rohrkörper 2 eingepressten Plattenfilter 27 anliegt. Zwischen dem Dichtkonus 23 und einem von unten in den Rohrkörper 2 eingepressten Ventilsitzträger 8 verbleibt ein Ringkanal 24 der sich in einem Bypass zum Hauptkanal 25 befindet. Um eine Beschädigung des vorzugsweise aus einem Elastomere bestehenden Rückschlagventils 22 zu verhindern, befindet sich zwischen dem Rückschlagventil 22 und dem Ringkanal 24 eine Stützscheibe 26, die gemeinsam mit dem ringförmigen Rückschlagventil 22 an einem sich in Richtung des Plattenfilters 27 erstreckenden Hülsenfortsatz des Ventilsitzträgers 8 geführt ist.
In der 1 ist links zur Körpersymmetrielinie das Rückschlagventil 22 mit der Stützscheibe 26 in der hydraulisch angehobenen Ventilschließstellung gezeigt. Die geöffnete Stellung des Rückschlagventils 22 geht rechts zur Körpersymmetrielinie aus 1 hervor.
Bezüglich weiterer Ausgestaltungsvarianten wird auf 2 verwiesen, wonach der Magnetanker 4 zwischen dem Endabschnitt 5 und dem Rohrkörper 2 am Umfang zusätzliche Führungsnasen 28 aufweist, die den Magnetanker 4 entlang der Innenwand der Hülse 1 präzise führen. Die präzise Führung des Stößels in Richtung auf den Ventilsitz 15 erfolgt in 2 durch einen als separates Bauteil im Rohrkörper 2 angeordneten Magnetkern 29, in dem die Druckfeder 14 abschnittsweise aufgenommen ist.
Weiterhin unterscheidet sich das Elektromagnetventil nach 2 von 1 durch einen separat von unten in den Rohrkörper 2 eingepressten Ventileinsatz 17 zur Aufnahme des Rückschlagventils 22, der aus einem näherungsweise glockenförmigen Blechgehäuse besteht, in dessen Mitte der hülsenförmige Ventilsitzträger 8 eingepresst ist und in dessen unteres Ende der Plattenfilter 27 eingepresst ist. Anstelle des aus 1 bekannten Ringkanals ist der Bypass in 2 durch mehrere über die Stirnfläche des Blechgehäuses verteilte Öffnungen dargestellt, die durch die dem ringförmigen Rückschlagventil 22 vorgelagerte Stützscheibe 26 verschließbar sind.
Soweit nicht auf alle weiteren abbildungsgemäßen Einzelheiten des in der 2 abgebildeten Elektromagnetventils eingegangen wurde, sind diese der Figurenbeschreibung zu 1 zu entnehmen.

1: Hülsenabschnitt
2: Rohrkörper
3: Ventilsitzkörper
4: Magnetanker
5: Magnetkern
6: Jochkörper
7: Fortsatz
8: Ventilsitzträger
9: Kragen
10: Gehäusestufe
11: Ventilaufnahmekörper
12: Ventilaufnahmebohrung
13: Ventilschließglied
14: Druckfeder
15: Ventilsitz
16: Magnetspule
17: Ventileinsatz
18: Druckmittelkanal
19: Druckmittelkanal
20: Vorsprung
21: Luftspalt
22: Rückschlagventil
23: Dichtkonus
24: Ringkanal
25: Hauptkanal
26: Stützscheibe
27: Plattenfilter
28: Führungsnasen
29: Magnetkern

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.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19951665 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, mit einem Ventilgehäuse, bestehend aus einem den Magnetfluss leitenden Rohrkörper, an dem eine den Magnetfluss nicht leitende Hülse befestigt ist, die an ihrem vom Rohrkörper abgewandten Endabschnitt dom- oder kappenförmig geschlossen ist, mit einem den Magnetfluss leitenden Magnetkern, der ein Bestandteil des Rohrkörpers bildet, mit einer in einem Jochkörper aufgenommenen Magnetspule, die beide gemeinsam auf dem Rohrkörper aufgesetzt sind, mit einem innerhalb der Hülse angeordneten Magnetanker, der mit einem Ventilschließglied verbunden ist, welches unter der Wirkung einer Druckfeder in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung von einem Ventilsitz abgehoben ist, wodurch eine Verbindung zwischen wenigstens zwei in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (1) einen den Magnetfluss leitenden Abschnitt aufweist, der durch den dom- oder topfförmigen Endabschnitt (5) der Hülse (1) gebildet ist, der als separates Bauteil ausgeführt ist, welcher kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Hülse (1) verbunden ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Jochkörper (6) oberhalb und unterhalb der Hülse (1) das Ventilgehäuse sowohl im Bereich des Endabschnitts (5) als auch im Bereich des Rohrkörpers (2) radial kontaktiert, sodass die maximale Länge (L1) der Hülse (1) durch den Abstand (A) zwischen einer ersten, am Endabschnitt (5) anliegenden radialen Kontaktstelle (K1) des Jochkörpers (6) und einer zweiten, am Rohrkörper (2) anliegenden radialen Kontaktstelle (K2) bestimmt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (4) an seiner dem topf- oder domförmig geschlossenen Endabschnitt (5) zugewandten Stirnfläche einen axialen Luftspalt (21) aufweist, der durch wenigstens einen axialen Vorsprung (20) an der Stirnfläche des Magnetankers (4) oder am Endabschnitt (5) bestimmt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2) und der Endabschnitt (5) aus einem ferritischen Werkstoff bestehen, die Fortsätze (7) aufweisen, die diametral in die beiden offenen Enden der aus einem austenitischen Werkstoff bestehenden Hülse (1) eingeführt sind und mittels einer Schweißverbindung, vorzugsweise mittels einer Laserschweißung an der Hülse (1) befestigt sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Schweißbefestigung des Rohrkörpers (2) und des Endabschnitts (5) an der Hülse (1) die Fortsätze (7) ein austenitisches sowie ferritisches Mischgefüge aufweisen, deren Magnetisierbarkeit infolge des austenitischen Gefügeanteils vernachlässigbar gering ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2), der Magnetanker (4) und der Endabschnitt (5) als Kaltschlagteile, hingegen die Hülse (1) und der Jochkörper (6) als Tiefziehteile ausgebildet sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Jochkörper (6) im Bereich der zweiten Kontaktstelle (K2) zur axialen Wärmeeinleitung in den Rohrkörper (2) an einer Gehäusestufe des Rohrkörpers (2) axial abstützt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2) zwecks Befestigung in einem Ventilaufnahmekörper (11) unterhalb der Gehäusestufe (10) einen Kragen (9) aufweist, der durch Kaltschlagen oder Fließpressen hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (7) gemeinsam mit dem Kragen (9) und der Gehäusestufe (10) in einem Arbeitsgang durch Kaltschlagen oder Kaltfließpressen des Rohrkörpers (2) hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Jochkörper (6) zweiteilig aus Dünnblech hergestellt ist, bestehend aus einem auf dem Rohrkörper (2) aufgesetzten, durch Tiefziehen hergestellten Gehäusetopf (6') und einem den Endabschnitt (5) und den Rand des Gehäusetopfs (6') kontaktierenden Scheibe (6''), die gestanzt ist.