DE102008005652A1

DE102008005652A1 - Ventil

Info

Publication number: DE102008005652A1
Application number: DE102008005652A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2007-07-14
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2009-01-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil, welche zum Verbinden oder Trennen von Druckmittelkanälen in einem Ventilgehäuse (1, 2) in einem Hauptkanal ein zur elektromagnetischen Betätigung mit einem Magnetanker (4) zusammenwirkendes Ventilschließglied (13) aufnimmt, das auf einen Ventilsitz gerichtet ist, sowie mit einem eine Ventilaufnahmebohrung (10) kontaktierenden Ventilgehäuseansatz (12), der mit einem sich in die Ventilaufnahmebohrung (10) erstreckenden Endabschnitt des Ventilgehäuses (2) verbunden ist, wobei der Ventilgehäuseansatz (12) durch einen hydraulischen Druck in einem der beiden Druckmittelkanäle (7, 8) in Richtung der Ventilaufnahmebohrung (10) radial beaufschlagt ist, wodurch die gewünschte Dichtwirkung verbessert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Ventil der angegebenen Art ist bereits aus der Patentanmeldung 10 2006 023 792.7 bekannt. Dieses Ventil weist zwei in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen auf, in dessen Hauptkanal ein zur elektromagnetischen Betätigung mit einem Magnetanker zusammenwirkendes Ventilschließglied eingesetzt ist, das auf einen Ventilsitz gerichtet ist. Zur Abdichtung des Ventilgehäuses in der Ventilaufnahmebohrung ist eine Ringdichtung erforderlich, die zwischen einem Ventilgehäuseansatz und der Ventilaufnahmebohrung angeordnet ist.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil der angegebenen Art weiter zu entwickeln, welche kostengünstig und funktionssicher für den Dauergebrauch in der Ventilaufnahmebohrung gas- und/oder flüssigkeitsdicht befestigt werden kann, ohne das Erfordernis zur Anordnung einer Ringdichtung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Ventilbaugruppe der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Folgenden aus der Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigen:
1 ein Ventil im Längsschnitt mit dem erfindungsgemäßen Ventilgehäuseansatz, der den Ventilsitz an einem einstückig mit dem Ventilgehäuseansatz hergestellten Fortsatz aufnimmt und der unter Wirkung des hydraulischen Drucks in Radialrichtung aufweitbar ist,
2 abweichend von 1 den Ventilgehäuseansatz mit einem als separates Hülsenteil ausgebildeten Fortsatz, der in den Ventilgehäuseansatz eingepresst ist und den Ventilsitz trägt,
3 abweichend von 1 und 2 den erfindungsgemäßen Ventilgehäuseansatz mit einem unmittelbar im Hülsenabschnitt integrierten Ventilsitz zur Abdichtung der Hauptstufe eines Zweistufenventils.
Bevor detailliert auf alle Einzelheiten der abgebildeten Ausführungsbeispiele eingegangen wird, sollen zunächst die erfindungswesentlichen Merkmale des beanspruchten Ventils unter Beachtung der aus den einzelnen Figuren erkennbaren Merkmale herausgestellt werden.
Alle aus den 1–3 ersichtlichen Ventile weisen jeweils in einem Hauptkanal ein (erstes) Ventilschließglied 13 auf, das auf einen Ventilsitz 19 an einem Ventilgehäuseansatz 12 gerichtet ist. Abhängig von der Stellung des Ventilschließgliedes 13 ist somit eine direkte hydraulische Verbindung zwischen den in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen 7, 8 herstellbar.
Um auf die bisher aufwendige Abdichtung des Ventilgehäuses in der Ventilaufnahmebohrung 10 verzichten zu können, wird vorgeschlagen, dass der sich in die Ventilaufnahmebohrung erstreckenden Endabschnitt des Ventilgehäuses mittels einer Presspassung mit einem Ventilgehäuseansatz 12 dicht verbunden ist, wobei der Ventilgehäuseansatz 12 erfindungsgemäß durch einen hydraulischen Druck in einem der beiden Druckmittelkanäle 7, 8 in Richtung der Ventilaufnahmebohrung 10 radial gegen die Wand der Ventilaufnahmebohrung 10 angepresst wird, sodass bei Bedarf der Ventilgehäuseansatz 12 u. a. zum Ausgleich von Toleranzen jederzeit elastisch aufgeweitet werden kann.
Der Ventilgehäuseansatz 12 ist hierzu als dünnwandiger Hülsenabschnitt ausgebildet, der an dem aus dem Ventilgehäuse (Rohrkörper 2) hervorstehenden Bereich des Ventilgehäuseansatzes 12 vorteilhaft einen zu einem Dichtwulst 9 verformten Kragen aufweist, der durch den Druck im Druckmittelkanal 8 radial nach außen auf die Ventilaufnahmebohrung 10 aufgeweitet ist. Der Ventilgehäuseansatz 12 besteht aus einem durch Tiefziehen klein und kostengünstig hergestellten Dünnblech, wodurch auch der zu einem Dichtwulst 9 geformter Kragen in einem einzigen Tiefziehvorgang besonders einfach hergestellt ist. Der Dichtwulst 9 ist am Außenumfang mit einer Schneide 15 versehen, die zur sicheren Fixierung des Ventilgehäuseansatzes 12 in der Ventilaufnahmebohrung 10 beim Einpressen des Ventilgehäuseansatzes 12 in die Wand der Ventilaufnahmebohrung 10 eindringt.
Zwischen dem Dichtwulst 9 und dem Hülsenabschnitt des Ventilgehäuseansatzes 12 ist eine Ringnut 17 vorgesehen, die zur hydraulischen Beaufschlagung über eine zwischen dem Ventilgehäuse 2 und dem Dichtwulst 9 angeordneten Öffnung 18 mit dem Druckmittelkanal 8 verbunden ist, sodass durch den in der Ringnut 17 anstehenden hydraulischen Druck der Dichtwulst 9 zusätzlich zu der aus der Pressverbindung resultierenden Vorspannkraft fest gegen die Mantelfläche der Ventilaufnahmebohrung 10 gepresst wird.
In den Ausführungsbeispielen nach 1, 2 weist der Ventilgehäuseansatz 12 einen auf das Ventilschließglied 13 gerichteten, hülsenförmigen Führungsabschnitt 3 auf, der sich zur Zentrierung des Magnetankers 4 und des Ventilschließgliedes 13 in eine Sackbohrung des Magnetankers 4 erstreckt, an dem das Ventilschließglied 13 angeordnet ist.
In der 1 ist der Führungsabschnitt 3 durch einen im Tiefziehverfahren an dem Ventilgehäuseansatz 12 einteilig ausgeformten Hülsenvorsprung gebildet, an dessen dem Ventilschließglied 13 zugewandten Ende der Ventilsitz eingeprägt ist.
In der 2 ist der Führungsabschnitt 3 durch eine in den Ventilgehäuseansatz 12 eingesetzte verschleißfeste Hülse gebildet, die an ihrem dem Ventilschließglied 13 zugewandten Ende den Ventilsitz aufweist.
Das Ventil nach 3 ist als Zweistufenventil ausgeführt und weist abweichend von den voran erwähnten 2/2-Wegesitzventilen nach 1, 2 zusätzlich eine aus einem weiteren Ventilschließglied 20 und einem weiteren Ventilsitz 21 gebildete Vorsteuerstufe auf, die unmittelbar zwischen der Druckfeder 14 und dem die Ventilhauptstufe bildenden Ventilschließglied 13 im Magnetanker 4 angeordnet ist. Durch diese Ventilanordnung wird bei elektromagnetischer Erregung zunächst das Ventilschließglied 20 vom Ventilsitz 21 der Vorsteuerstufe angehoben, die einen gegenüber der Ventilhauptstufe relativ kleinen (Drossel-)Querschnitt freigibt, bevor das weitere Ventilschließglied 20 während des Druckausgleichs über die Vorsteuerstufe anschließend unterstützt durch eine Druckfeder 22 den großen Querschnitt des Ventilsitzes 13 zu öffnen vermag. Konstruktiv bildet das Ventilschließglied 13 über eine den Ventilsitz 21 aufweisende Hülse 25 eine in der Stufenbohrung des Magnetankers 4 gefesselte Einheit, die durch eine radiale Verstemmung 23 am unteren Ende der Stufenbohrung als im Magnetanker 4 vormontierte Einheit unlösbar gesichert ist.
Unterhalb der Verstemmung 23 befindet sich ein mit dem Magnetanker 4 verbundener Federanschlag 24, sodass die Druckfeder 22 zwischen dem Federanschlag 24 und dem die Verstemmung 23 überragenden Kragen der Hülse 25 eingespannt ist.
Zur Betätigung des Magnetankers 4 weist jedes Ventil eine Magnetspule 16 auf, die auf einem nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt 1 des Ventilgehäuses aufgeschoben ist. Diametral zum Magnetanker 4 verschließt jeweils ein Magnetkern 6 das obere Ende des Hülsenabschnitts 1.
Entsprechend der Darstellung sind alle abgebildeten Ventilbaugruppen in Patronenbauweise ausgeführt und in einem blockförmigen Ventilaufnahmekörper 11 mittels einer Außenverstemmung des Blockmaterials in Richtung auf einen am Rohrkörper 2 vorgesehenen Kragen befestigt.
Die Ventilgehäuse aller abgebildeten Ventilbaugruppen bestehen somit jeweils aus einem dünnwandigen, nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt 1 und dem dazu vergleichsweise dickwandigen, magnetisierbaren Rohrkörper 2, wobei zur Aufnahme des Magnetankers 4 und des Magnetkerns 6 im Ventilgehäuse der Außendurchmesser des Magnetankers 4 und der Außendurchmesser des Magnetkerns 6 an den Innendurchmesser des Hülsenabschnitts 1 angepasst ist.
Hierzu ist das dem Rohrkörper 2 zugewandten Ende des Hülsenabschnitts 1 mit seinem Innenumfang kraft- als auch stoffschlüssig mittels einer Schweißverbindung an dem Außenumfang des Rohrkörpers 2 abschnittsweise überlappend befestigt. Auch das vom Rohrkörper 2 abgewandte Ende des Hülsenabschnitts 1 ist ebenso kraftschlüssig mittels einer Pressverbindung als auch stoffschlüssig mittels einer Schweißverbindung am Außenumfang des stopfenförmigen Magnetkerns 6 befestigt.
Zur Darstellung der Ventilgrundfunktion, in der nach 1, 2 das Ventilschließglied 13 bzw. nach 3 die Ventilschließglieder 13, 20 im nicht erregten Zustand den Hauptkanal verschließen, ist der Magnetanker 4 abbildungsgemäß zum Magnetkern 6 beabstandet. Zur Vermeidung des so genannten Ankerklebens weist der Magnetkern 6 am Innenboden Einprägungen auf.
Für alle abgebildeten Ausführungsformen gilt, dass zwecks Minimierung der Herstellkosten der Magnetanker 4 und der Magnetkern 5 als Kaltschlag- oder Fließpressteil und der Hülsenabschnitt 1 als Tiefziehteil ausgebildet sind, während der Rohrkörper 2 entweder aus einem Kaltschlag- oder einem Drehteil hergestellt ist.
Zusammenfassend ist somit festzuhalten, dass der vorgestellte Ventilgehäuseansatz 12 vorteilhaft sowohl eine Führungs-, Dicht- als auch Fixierfunktion erfüllt.
Gemäß den 1, 2 übernimmt der Ventilgehäuseansatz 12 eine Führungsfunktion dadurch, dass der Magnetanker 4 mit dem Ventilschließglied 13 mittels des Führungsabschnitts 3 präzise im Ventilgehäuse zum Ventilsitz 19 ausgerichtet wird. Die Dichtfunktion des Ventils im Ventilaufnahmekörper 11 wird in allen Ausführungsbeispielen durch den Dichtwulst 9 am Ventilgehäuseansatz 12 verbessert, der infolge der hydraulischen Beaufschlagung in radialer Richtung unter allen Betriebsbedingungen mit einer hinreichend großen Anpresskraft an der Ventilaufnahmebohrung dichtet. Durch die Elastizität und die hydraulische Beaufschlagung des Dichtwulstes können Fertigungs- als auch durch einen Temperaturwechsel hervorgerufene Passungstoleranzen besser überbrückt werden, ohne die Gefahr eine Undichtigkeit zwischen dem Ventil und dem Ventilaufnahmekörper 11 in Kauf nehmen zu müssen.
Die Fixierfunktion wird in allen Ausführungsbeispielen durch die Schneide 15 am Dichtwulst 9 realisiert, die sich beim Einpressen des Ventilgehäuseansatzes 12 in die weichere, vorzugsweise aus einer Aluminium-Knetlegierung bestehende Ventilaufnahmebohrung 10 eindringt und somit für einen festen Sitz sorgt.

1: Hülsenabschnitt
2: Rohrkörper
3: Führungsabschnitt
4: Magnetanker
5: Blende
6: Magnetkern
7: Druckmittelkanal
8: Druckmittelkanal
9: Dichtwulst
10: Ventilaufnahmebohrung
11: Ventilaufnahmekörper
12: Ventilgehäuseansatz
13: Ventilschließglied
14: Druckfeder
15: Schneide
16: Magnetspule
17: Ringnut
18: Öffnung
19: Ventilsitz
20: Ventilschließglied
21: Ventilsitz
22: Druckfeder
23: Verstemmung
24: Federanschlag
25: Hülse

Claims

Ventil, welches zum Verbinden oder Trennen von wenigstens zwei in einem Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen in einem Hauptkanal ein zur elektromagnetischen Betätigung mit einem Magnetanker zusammenwirkendes Ventilschließglied aufnimmt, das auf einen Ventilsitz gerichtet ist, sowie mit einem Ventilgehäuseansatz, der die Ventilaufnahmebohrung kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäuseansatz (12) einen nachgiebigen Bereich aufweist, der abhängig vom hydraulischen Druck in einem der beiden Druckmittelkanäle (7, 8) in Richtung der Mantelfläche der Ventilaufnahmebohrung (10) radial aufweitbar ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäuseansatz (12) in den Endabschnitt des Ventilgehäuses (2) abschnittsweise eingepresst ist und mit seinem aus dem Ventilgehäuse (2) hervorstehenden Bereich mittels einer Pressverbindung in Richtung der Ventilaufnahmebohrung (10) radial vorgespannt ist, wobei der Ventilgehäuseansatz (12) in seinem nachgiebigen Bereich zusätzlich zur Vorspannkraft der Pressverbindung unter der Wirkung des hydraulischen Drucks in Richtung der Mantelfläche der Ventilaufnahmebohrung (10) elastisch aufweitbar ist.
Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäuseansatz (12) einen Hülsenabschnitt aufweist, der mit dem aus dem Ventilgehäuse (2) hervorstehenden Bereich des Ventilgehäuseansatzes (12) einen zu einem Dichtwulst (9) verformten Kragen aufweist, der durch den Druck in einem der Druckmittelkanäle (7, 8) radial nach außen auf die Ventilaufnahmebohrung (10) aufweitbar ist.
Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäuseansatz (12) aus einem durch Tiefziehen hergestelltes Dünnblech besteht, dessen zu dem Dichtwulst (9) geformter Kragen in einem einzigen Tiefziehvorgang hergestellt ist.
Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtwulst (9) am Außenumfang mit einer Schneide (15) versehen ist, die zur Fixierung des Ventilgehäuseansatzes (12) in der Wand der Ventilaufnahmebohrung (10) eingedrungen ist.
Ventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dichtwulst (9) und dem Hülsenabschnitt des Ventilgehäuseansatzes (12) eine Ringnut (17) vorgesehen ist, die zur hydraulischen Beaufschlagung über eine zwischen dem Ventilgehäuse (2) und dem Dichtwulst (9) angeordneten Öffnung (18) mit einem der beiden Druckmittelkanäle (7, 8) verbunden ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilgehäuseansatz (12) einen auf das Ventilschließglied (13) gerichteten, hülsenförmigen Führungsabschnitt (3) aufweist, der sich zur Zentrierung des Magnetankers (4) und des Ventilschließgliedes (13) in eine Sackbohrung des Magnetankers (4) erstreckt, an dem das Ventilschließglied (13) angeordnet ist.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (3) durch einen im Tiefziehverfahren an dem Ventilgehäuseansatz (12) einteilig ausgeformten Hülsenvorsprung gebildet ist, an dessen dem Ventilschließglied (13) zugewandten Ende der Ventilsitz eingeprägt ist.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (3) durch eine in den Ventilgehäuseansatz (12) eingesetzte Hülse gebildet ist, die an ihrem dem Ventilschließglied (13) zugewandten Ende den Ventilsitz aufweist.