DE102010055035A1

DE102010055035A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102010055035A1
Application number: DE102010055035A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Schnelker; Werner Buse; Christopf Sadowski; Rolf Lappan; Rolf Dohrmann
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-06-21
Also published as: WO2012079889A1; EP2652374A1; US20130264506A1

Abstract

Elektromagnetventil mit einem Gehäuse, in dem eine auf einen Spulenträger gewickelte Spule, ein Anker, ein Kern und eine mehrteilige Rückschlussanordnung angeordnet sind, die einen elektromagnetischen Kreis bilden, wobei der bewegliche Ankerüber Lagermittel in dem Spulenträger gelagert ist und direkt oder indirekt auf mindestens ein Ventilverschlussglied einwirkt, wobei das Ventilverschlussglied auf mindestens einen, in einer Ventilhülse angeordneten Ventilsitz angreift, wobei der Kern an einer der Ventilhülse entgegengesetzten Seite des Gehäuses angeordnet ist und der Anker aus mehreren Teilstücken aufgebaut ist, wobei ein erstes, zum Kern gerichtetes Teilstück einen größeren Durchmesser aufweist, als der Innendurchmesser eines Teilbereiches des Spulenträgers und wobei der Spulenträger an einer dem Kern entgegengesetzten Seite als Ventilhülse ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil mit einem Gehäuse, in dem eine auf ein Spulenträger gewickelte Spule, ein Anker, ein Kern und eine mehrteilige Rückschlussanordnung angeordnet sind, die einen elektromagnetischen Kreis bilden, wobei der bewegliche Anker über Lagermittel in dem Spulenträger gelagert ist und direkt oder indirekt auf mindestens ein Ventilverschlussglied einwirkt, wobei das Ventilverschlussglied auf mindestens einen, in einer Ventilhülse angeordneten Ventilsitz angreift.
Für Elektromagnetventile sind viele unterschiedliche Anwendungsbereiche in Verbrennungskraftmaschinen bekannt. So werden Elektromagnetventile sowohl in pneumatischen als auch in hydraulischen Kreisen in Fahrzeugen eingesetzt, wie zum Beispiel in Bremsanlagen, Bremssystemen oder auch Einspritzanlagen. Des Weiteren können sie zur Regelung des Druckes bei pneumatischen Stellern verwendet werden oder beispielsweise als Schubumluftventile bei Turboladern. Je nach Einsatzbereich sind diese Elektromagnetventile entweder als Auf-/Zu-Ventile oder aber als Proportionalregelventile ausgeführt.
Ein derartiges als Druckbegrenzungsventil ausgebildetes Elektromagnetventil ist beispielsweise aus der DE 10 2007 002 465 A1 bekannt. Dabei soll das beschriebene Druckbegrenzungsventil einen elektromagnetischen Teil aufweisen, der möglichst exakt einzustellen, zu kalibrieren und zusammenzubauen ist. Dieses Druckbegrenzungsventil weist jedoch immer noch eine Vielzahl von Bauteilen auf, die eine fertigungstechnische Optimierung hinsichtlich Vormontage und Endmontage schwer möglich erscheinen lassen. Dieser Druckschrift ist im Übrigen nicht zu entnehmen, wie die Verbindung zwischen Ventilstößel und Anker auszuführen ist. Hierbei ist jedoch eine hohe Koaxialität zwischen Anker und Ventilstößel Voraussetzung für einen einwandfreien Betrieb des Druckbegrenzungsventils. Die Ausführung gemäß der DE 10 2007 002 465 A1 birgt jedoch die Gefahr, Koaxialitätsfehler zwischen Anker und Ventilstößel zu schaffen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Elektromagnetventil bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch ein Elektromagnetventil dadurch gelöst, dass der Kern an einer der Ventilhülse entgegengesetzten Seite des Gehäuses angeordnet ist und der Anker aus mehreren Teilstücken aufgebaut ist, wobei ein erstes, zum Kern gerichtetes Teilstück einen größeren Durchmesser aufweist als der Innendurchmesser eines Teilbereiches des Spulenträgers und wobei der Spulenträger an einer dem Kern entgegengesetzten Seite als Ventilhülse ausgebildet ist. Dabei ist es fertigungstechnisch besonders vorteilhaft, wenn zumindest Teile der Rückschlussanordnung im Spulenträger angeordnet sind. Für eine positionsgenaue Montage des Kernes ist es vorteilhaft, wenn ein vom Anker entgegengesetzter Bereich des Kernes einen größeren Durchmesser aufweist als ein dem Ventilverschlussglied entgegengesetzter Bereich des Spulenträgers. In der Ventilhülse ist vorteilhafter Weise ein Ventilstößel geführt, der mit dem Anker verbunden ist. Aus montagetechnischer Sicht und zur Vermeidung von Koaxialitätsfehlern ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn der Anker und der Ventilstößel einstückig ausgebildet sind.
Um die Koaxialität noch weiter zu verbessern, weist der Teilbereich des Spulenträgers eine Lagerbuchse für den Anker auf. In besonders vorteilhafter Weise ist der Teilbereich des Spulenträgers als Lagerbereich für den Anker ausgebildet. Der Spulenträger kann im Spritzgussverfahren hergestellt sein, wobei er vorteilhafter Weise aus einem form- und temperaturstabilen Werkstoff, beispielsweise Grivory HT2V 3HLV oder Grivory XE3881 hergestellt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Ein in der Zeichnung dargestelltes Elektromagnetventil 1 besteht aus einem Gehäuse 2, in dem ein Kern 3, ein Anker 4, ein Spulenträger 5, auf den eine Spule 6 gewickelt ist, und eine Rückschlussanordnung 7 angeordnet sind. Der Anker 4 ist im vorliegenden Fall einstückig mit einem Ventilstößel 10 verbunden, der auf bekannte Weise auf ein Ventilverschlussglied 16 einwirkt. Dabei ist der Ventilstößel 10 in einer Ventilhülse 22 geführt, die an einer dem Kern entgegengesetzten Seite des Spulenträgers 5 ausgebildet ist und einstückig mit diesem verbunden ist. Ein derartig ausgebildetes Elektromagnetventil 1 wird als Öldruckbegrenzungsventil eingesetzt.
Ein derartiges, von der Funktionsweise her bekanntes Elektromagnetventil funktioniert wie folgt: Im nicht bestromten Zustand steht zwischen dem Anker 4 und dem Kern 3 ein Spalt 8, in den bei Bestromen der Spule 6 ein magnetisches Feld erzeugt wird, welches eine Axialbewegung des Ankers 4 zur Folge hat. Entsprechend wird auch der mit dem Anker 4 verbundene Ventilstößel 10 bewegt und das Ventilverschlussglied 16 frei gegeben. Vor diesem Hintergrund sollte deutlich sein, wie wichtig die koaxiale Anordnung des Ankers für eine optimale Funktion des Elektromagnetventiles ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Rückschlussinnenabschnitt 9, einteilig mit dem vom Kern 3 abgewandten Rückschlussdeckelabschnitt 12 ausgeführt und im Spulengehäuse 5 integriert angeordnet. Dabei wurden die Rückschlussinnen- und -deckelabschnitte 9, 12 bei der Herstellung des Spulenträgers 5 im Spritzgussverfahren mit eingegossen. Des Weiteren wurde bereits ein Endstörwiderstand 13 im Spulenträger 5 integriert vorgesehen. Auf diese Weise können wesentliche Bauteile während der Vormontage im Spulenträger 5 vorgesehen werden. Bei der Herstellung eines Standardspulenbauteiles muss dann lediglich die für die Ventilfunktion ausgewählte Wicklung 6 ausgewählt werden und auf den Spulenträger 5 aufgebracht werden. Nachdem der zweite Rückschlussdeckelabschnitt 11 angeordnet und der Rückschlussseitenabschnitt 17 derart in eine Pressverbindung mit den Rückschlussdeckelabschnitten 11, 12, gebracht, dass ein elektromagnetischer Kreis herstellbar ist und die Kontaktierung mit einem Elektrostecker 19 vorgenommen wurde, wird das Elektromagnetventil 1 durch Umspritzung mit dem Außengehäuse 2 fertig gestellt. Hierbei wird zwischen dem Außengehäuse 2 und dem Spulenträger 5 eine Kontur vorgesehen, die eine Art labyrinthförmige Abdichtung 27 schafft, um die Dichtwirkung gegenüber der Atmosphäre zu erhöhen.
Im vorliegenden Fall wird das Elektromagnetventil dann durch das Anordnen von Kern 3, Anker 4 und den zugehörigen Bauteilen wie einer Feder 14, die im vorliegenden Fall den Anker 4 unter Vorspannung hält, sowie einem Anschlagstift 15, der einstellbar im Kern 3 angeordnet ist, fertiggestellt. Hierbei ist es für die Positionierung hilfreich, wenn ein vom Anker 4 entgegengesetzter Bereich des Kernes 3 einen größeren Durchmesser aufweist als ein dem Ventilverschlussglied 16 entgegengesetzter Bereich des Spulenträgers 5.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Lagermittel 20 für den Anker 4 durch den Spulenträger 5 gebildet, wobei der Lagerbereich 21 im Wesentlichen mit dem Bereich übereinstimmt, in dem der Rückschlussinnenabschnitt 9 vorgesehen sind. Diese Ausführungsform wir dadurch ermöglicht, dass ein erstes, zum Kern gerichtetes Teilstück 4a des Ankers 4 einen größeren Durchmesser aufweist, als der Innendurchmesser eines Teilbereiches 21 des Spulenträgers 5. Neben des großen Montagevorteils ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass der Lagerbereich 21 des Spulenträgers 5 durch das Einbringen des Rückschlussinnenabschnittes 9 zwangsläufig verstärkt ist. Durch das Aufbringen einer Gleitschicht im Lagerbereich 21 ist ein möglichst widerstandsfreies Gleiten des Ankers im Spulenträger gewährleistet. Die koaxiale Führung des Ankers 4 im Elektromagnetventil ist durch die Doppelfunktion des Spulenkörpers 5, der einerseits den Kern 3 aufnimmt und andererseits als Lagermittel für den Anker 6 fungiert, gewährleistet. Es ist natürlich auch möglich eine nicht weiter dargestellte Lagerbuchse im Bereich 21 vor zu sehen.
Dadurch, dass ein Teil des Spulenträgers 5 als Ventilhülse 22 für den einstückig mit dem Anker 4 verbundenen Ventilstößel 10 ausgebildet ist können Koaxialitätsfehler ausgeschlossen werden. Es sollte deutlich sein, dass der Anker 4 und der Ventilstößel 10 natürlich nicht zwangsläufig einstückig ausgebildet sein müssen, sie können natürlich auch durch eine form- oder kraftschlüssige Verbindung miteinander gekoppelt sein.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Spulenträger 5 aus einem form- und temperaturstabilen Werkstoff, beispielsweise Grivory HT2V 3HLV, Grivory XE388, PPA oder PA 4.6, hergestellt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007002465 A1 [0003, 0003]

Claims

Elektromagnetventil mit einem Gehäuse (2), in dem eine auf einen Spulenträger (5) gewickelte Spule (6), ein Anker (4), ein Kern (3) und eine mehrteilige Rückschlussanordnung (7) angeordnet sind, die einen elektromagnetischen Kreis bilden, wobei der bewegliche Anker (6) über Lagermittel (20) in dem Spulenträger (5) gelagert ist und direkt oder indirekt auf mindestens ein Ventilverschlussglied (16) einwirkt, wobei das Ventilverschlussglied (16) auf mindestens einen, in einer Ventilhülse (22) angeordneten Ventilsitz (18) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3) an einer der Ventilhülse (22) entgegengesetzten Seite des Gehäuses (2) angeordnet ist und der Anker (4) aus mehreren Teilstücken aufgebaut ist, wobei ein erstes, zum Kern gerichtetes Teilstück (4a) einen größeren Durchmesser aufweist, als der Innendurchmesser eines Teilbereiches (21) des Spulenträgers (5) und wobei der Spulenträger (5) an einer dem Kern (3) entgegengesetzten Seite als Ventilhülse (22) ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile der Rückschlussanordnung (7) im Spulenträger (5) angeordnet sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Anker (4) entgegengesetzter Bereich des Kernes (3) einen größeren Durchmesser aufweist, als ein dem Ventilverschlussglied (16) entgegengesetzter Bereich des Spulenträgers (5).
Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilhülse (22) ein Ventilstößel (10) geführt ist, der mit dem Anker (4) verbunden ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (4) und der Ventilstößel (10) einstückig ausgebildet sind.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (21) des Spulenträgers (5) eine Lagerbuchse (20) für den Anker (4) aufweist.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (21) des Spulenträgers (5) als Lagerbereich (20) für den Anker (4) ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (5) im Spritzgussverfahren hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger aus einem form- und temperaturstabilen Werkstoff, beispielsweise Grivory HT2V-3H LF oder Grivory XE3881, hergestellt ist.