DE102013211035A1

DE102013211035A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102013211035A1
Application number: DE102013211035.9A
Authority: DE
Inventors: Scott Ross
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2014-12-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, dessen Ventilsitz (8) vom Ventilschließglied (5) durch einen ersten Zwischenraum (1) getrennt ist, mit einem weiteren, zwischen einen Magnetanker (2) und einem Magnetkern (3) angeordneten Zwischenraum (4), wobei zur Dämpfung der Ventilschaltgeräusch in den beiden Zwischenräumen (1, 4) beispielhaft ein den hydraulischen Durchlassquerschnitt verengendes Mittel vorgesehen ist, das als eine Erhebung (7) am Magnetanker (2) ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 102 52 231 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil der gattungsbildenden Art bekannt geworden, mit einem Ventilgehäuse, in dem ein Ventilschließglied beweglich geführt ist, mit einem das Ventilschließglied betätigenden Magnetanker, der in Abhängigkeit von der elektromagnetischen Erregung einer am Ventilgehäuse angebrachte Ventilspule eine Hubbewegung in Richtung eines im Ventilgehäuse angeordneten Magnetkerns vollzieht, sowie mit einer Rückstellfeder, die in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung den Magnetanker in einem definierten Axialabstand vom Magnetkern positioniert, wobei der Magnetanker vom Magnetkern durch einen Zwischenraum getrennt ist.
Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Schaltgeräusch des Elektromagnetventils zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Diese werden anhand von fünf Zeichnungen nachfolgend erläutert.
Es zeigen:
1 eine Vergrößerung zu den erfindungswesentlichen Einzelheiten eines Elektromagnetventils in der elektromagnetisch erregten Magnetankerstellung, in welcher sich der Magnetanker in Verbindung mit einer speziellen Stirnflächenkontur und mit einer als schmaler Ring ausgebildeten Erhebung an einem Magnetkern abstützt,
2 eine perspektivische Teilansicht des Magnetankers im Bereich des Ventilschließgliedes, der sich unter der Wirkung einer Rückstellfeder in der geschlossenen Stellung des Ventilschließgliedes an einem elastisch verformten Einlegeteil abstützt, welches konzentrisch zu einem Ventilsitz in einem Ventilgehäuse positioniert ist,
3 ausgehend von der Teilansicht des Elektromagnetventils nach 2 eine alternative Ausführung zum Einlegeteil in Form einer ringförmigen Erhebung des Ventilgehäuses in Richtung des mit dem Ventilschließglied versehenen Magnetankerbereichs,
4 eine Perspektivansicht mit einer Schnittdarstellung des Magnetankers und des Magnetkerns, der in wenigstens einer Ausnehmung ein elastisches Ringelement oder alternativ in mehreren schalenförmigen Ausnehmungen kugelförmige Anschlagelemente aufnimmt, an denen der Magnetanker unter elektromagnetischer Erregung gedämpft zur Anlage gelangt,
5 ausgehend von der Perspektivdarstellung nach 4 einen spaltoptimierten Zwischenraum, der zwischen einem Bund des Magnetankers und einem Endabschnitt des Ventilgehäuses zu Drosselzwecken angeordnet ist.
In sämtlichen 1–5 ist jeweils eine Anwendung der Erfindung für ein elektromagnetisch nicht erregtes, in Grundstellung geschlossenes Elektromagnetventil gezeigt, dessen Ventilgehäuse 6 beispielhaft in Patronenbauweise ausgeführt ist. Das aus der 4, 5 ersichtliche Oberteil des Ventilgehäuses 6 ist generell als dünnwandige Ventilhülse gestaltet, in welcher ein zylinderförmiger Magnetanker 2 geführt ist. Durch eine auf das Ventilgehäuse 6 aufgeschobene Ventilspule 15 lässt sich auf an sich bekannte Weise elektromagnetisch erregt der Magnetanker 2 in Richtung auf einen Magnetkern 3 bewegen, damit zur Herstellung einer Druckmittelverbindung ein Ventilschließglied 5 von seinem Ventilsitz 8 abgehoben werden kann. Oberhalb des Magnetankers 2 befindet sich somit der stopfen-förmige Magnetkern 3, der das Ventilgehäuse 6 verschließt.
Der Magnetanker 2 nimmt innerhalb seiner Stufenbohrung eine Rückstellfeder 14 mit linearem Kennlinienverlauf auf, die sich als Schraubendruckfeder mit ihrem aus dem Magnetanker 2 hervorstehenden Windungsende in Richtung der Stirnfläche des Magnetkerns 3 erstreckt. Der Magnetanker 2 verschließt folglich unter der Wirkung der Rückstellfeder 15 mit dem in Fig. 2, 3 abgebildeten Ventilschließglied 5 unter Überbrückung eines Zwischenraums 1 den Durchlass eines im Ventilgehäuse 6 fixierten Ventilsitzes 8, sodass in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilgrundstellung die Druckmittelverbindung unterbrochen ist.
Weiterhin ist in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung der Magnetanker 2 in einem definierten Axialabstand vom Magnetkern 3 positioniert, so dass die Stirnfläche des Magnetankers 2 von der Stirnfläche des Magnetkerns 3 durch einen weiteren Zwischenraum 4 getrennt ist, wobei zur Verminderung des Ventilschaltgeräusches erfindungsgemäß zumindest zwischen einem der beiden Zwischenräume 1, 4 ein den hydraulischen Durchlassquerschnitt verengendes Mittel vorgesehen ist.
Gemäß der 1 ist das den Durchlassquerschnitt verengendes Mittel im Zwischenraum 4 durch eine Erhebung 7 gebildet, die sich als integraler Bestandteil ringförmig umlaufend an der Stirnfläche des Magnetankers 2 spitz- oder noppenförmig in Richtung des Magnetkerns 3 erstreckt, um eine Drosselung des aus dem Zwischenraum 4 radial nach außen zu verdrängenden Druckmittels kurz vor dem Anliegen des Magnetankers 2 am Magnetkern 3 zu bewirken. Alternativ kann bei Wunsch oder Bedarf die Kontur der Erhebung 7 beispielhaft auch zinnenoder kronenförmig entweder am Magnetanker 2 oder an der Stirnfläche des Magnetkerns 3 ausgebildet sein. Eine weitere zweckmäßige Maßnahme zur Beeinflussung der Durchströmung des Zwischenraums 4 ergibt sich, wenn wenigstens eine von den beiden Stirnflächen, beispielsweise wie in 1 abgebildet entweder trichter- oder kegelförmig gestaltet ist und/oder konkave oder konvexe Flächenabschnitte aufweist, sodass in Abhängigkeit der Hubbewegung des Magnetankers 2 Druckmittel über einen sich in Radialrichtung zumindest abschnittweise verengenden Durchlassquerschnitt aus dem Zwischenraum 4 entlang der Mantelfläche des Magnetankers 2 in Richtung des Ventilschließgliedes 3 gedrosselt verdrängbar ist.
Aus der 2 geht der untere Abschnitt des Ventilgehäuses 6 mit dem am Ventilsitz 8 anliegenden kugelförmigen Ventilschließglied 5 hervor, wobei in dem Zwischenraum 1 das den Durchlassquerschnitt verengende Mittel durch ein ringförmiges, elastisch verformbares Einlegeteil 9 gebildet ist, das zwischen einer an den Ventilsitz 8 angrenzenden Stirnfläche des Ventilgehäuses 6 und einer an das Ventilschließglied 5 angrenzenden Stirnfläche des Magnetankers 2 konzentrisch zum Ventilschließglied 5 fixiert ist. Das elastisch verformbare Einlegeteil 9 besteht aus einem Kunststoff, insbesondere aus Teflon^TM, sodass mit dem Verschließen des Ventildurchgangs der Magnetanker 2 mit seiner Stirnfläche anschlaggedämpft auf das Einlegeteil 9 auftrifft.
Alternativ zu 2 zeigt die 3 ein das den Durchlassquerschnitt verengende Mittel in Form einer ringförmigen Erhebung 7, die als ein integraler Bestandteil an der an den Ventilsitz 8 angrenzenden Stirnfläche des Ventilgehäuses 6 ausgebildet ist. Bei Wunsch oder Bedarf kann die ringförmige Erhebung 7 ebenso an der an das Ventilschließglied 5 angrenzenden Stirnfläche des Magnetankers 2 vorgesehen sein, sodass auch im Bereich des Ventilschließgliedes 5 ein örtlich begrenzter Drosselquerschnitt vorgesehen ist, der analog zur Wirkmechanismus im Zwischenraum 4 erst kurz vor dem Auftreffen des Ventilschließgliedes 5 auf den Ventilsitz 8 zum Zwecke der Anschlagdämpfung eine Drosselung des aus dem Zwischenraum 4 verdrängten Druckmittels bewirkt. Wie aus der 3 gut erkennbar ist, besteht das Ventilgehäuse 6 aus einem durch ein Tiefziehverfahren hergestelltes Dünnblech, in dem die ringförmige Erhebung 7 mittels eines Prägeverfahrens an der an das Ventilschließglied 5 angrenzenden Stirnfläche des Ventilgehäuses 6 kostengünstig ausgebildet ist.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß der 4 sind zwischen dem Magnetanker 2 und dem Magnetkern 3 mehrere elastisch verformbare, vorzugsweise aus einem Kautschuk kugelförmig hergestellte Anschlagelemente 10 angeordnet, die in mehreren kugelsegmentförmigen Ausnehmungen in der Stirnfläche des Magnetkerns 3 mit einem geringen Überstand fixiert sind, sodass bei einer elektromagnetischen Erregung des Magnetankers 2 dieser nach weitgehender Überbrückung des Zwischenraums 4 die Anschlagelemente 10 kontaktiert und geräuscharm abgebremst wird. Alternativ können bei Wunsch oder Bedarf die Anschlagelemente 10 ebenso in geeigneten Ausnehmungen in der Stirnfläche des Magnetankers 2 fixiert sein. Eine vergleichbare Wirkung ist erzielbar, wenn anstelle einzelner Anschlagelemente 10 ein einziges ringförmiges elastisches Anschlagelement in einer im Magnetkern 3 oder in der Stirnfläche des Magnetankers 2 vorgesehenen Ringnut aufgenommen ist.
Schließlich ist aus einer perspektivischen Teilansicht der 5 ein weiterer Zwischenraum 13 mit einer Drosselfunktion zu entnehmen, der zwischen einem radial vorstehenden Bund 11 des Magnetankers 2 und einem dem Bund 11 zugewandten Stirnabschnitt 12 des Ventilgehäuses 6 angeordnet ist, wobei der Zwischenraum 13 einen den hydraulischen Durchlassquerschnitt erheblich verengenden Spalt aufweist, der durch geeignete konstruktive Maßnahmen, beispielsweise durch kleinere Fertigungs- und Montagetoleranzen zwischen dem Bund 11 und dem Stirnabschnitt 12 und/oder durch spezielle Konturanpassungen nach Art der in den 1 und 3 vorgestellten Erhebungen 7 realisiert ist, um zur Abbremsung des Magnetankers 2 in Richtung des Ventilsitzes 8 über den weiteren Zwischenraum 13 entlang der Magnetankermantelfläche einen gedrosselten Druckmittelaustausch zwischen den beiden Zwischenräumen 1, 4 herzustellen.
Bezugszeichenliste

1: Zwischenraum
2: Magnetanker
3: Magnetkern
4: Zwischenraum
5: Ventilschließglied
6: Ventilgehäuse
7: Erhebung
8: Ventilsitz
9: Einlegeteil
10: Anschlagelement
11: Bund
12: Stirnabschnitt
13: Zwischenraum
14: Rückstellfeder
15: Ventilspule

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 10252231 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für Kraftfahrzeug-Radschlupfregelsysteme, mit einem Ventilgehäuse, in dem ein Ventilschließglied durch die Überbrückung eines Zwischenraums auf einen im Ventilgehäuse vorgesehenen Ventilsitz gerichtet ist, mit einem Magnetanker zur Betätigung des Ventilschließgliedes, der in Abhängigkeit von der elektromagnetischen Erregung einer am Ventilgehäuse angebrachte Ventilspule eine Hubbewegung in Richtung eines im Ventilgehäuse angeordneten Magnetkerns vollzieht, sowie mit einer Rückstellfeder, die in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung den Magnetanker in einem definierten Axialabstand vom Magnetkern positioniert, so dass eine Stirnfläche des Magnetankers von einer Stirnfläche des Magnetkerns durch einen weiteren Zwischenraum getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen einem der beiden Zwischenräume (1, 4) ein den hydraulischen Durchlassquerschnitt verengendes und/oder ein Anschlaggeräusch dämpfendes Mittel vorgesehen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den Durchlassquerschnitt verengende Mittel durch eine zinnen- oder kreisförmige Erhebung (7) gebildet ist, die als ein integraler Bestandteil entweder an der Stirnfläche des Magnetankers (2) oder an der Stirnfläche des Magnetkerns (3) angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine von den beiden, entweder dem Magnetanker (2) oder dem Magnetkern (3) zugehörige Stirnfläche konkav und die weitere Stirnfläche konvex gestaltet ist, sodass in Abhängigkeit der Hubbewegung des Magnetankers (2) Druckmittel über einen sich in Radialrichtung unstetig verengenden Durchlassquerschnitt aus dem weiteren Zwischenraum (4) entlang der Mantelfläche des Magnetankers (2) in Richtung des Ventilschließgliedes (5) verdrängbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verengte Durchlassquerschnitt durch eine zinnen- oder kreisförmige Erhebung (7) gebildet ist, die als ein integraler Bestandteil entweder an der Stirnfläche des Magnetankers (2) oder an der Stirnfläche des Magnetkerns (3) angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den Durchlassquerschnitt verengende und/oder das Anschlaggeräusch dämpfende Mittel durch ein ringförmiges, elastisch verformbares Einlegeteil (9) gebildet ist, das zwischen einer an den Ventilsitz (8) angrenzenden Stirnfläche des Ventilgehäuses (6) und einer an das Ventilschließglied (5) angrenzenden Stirnfläche des Magnetankers (2) fixiert ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Einlegeteil (9) aus einem Kunststoff, insbesondere Teflon^TM besteht.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den Durchlassquerschnitt verengende Mittel durch eine ringförmige Erhebung (7) gebildet ist, die als ein integraler Bestandteil entweder an der an den Ventilsitz (8) angrenzenden Stirnfläche des Ventilgehäuses (6) oder an der an das Ventilschließglied (5) angrenzenden Stirnfläche des Magnetankers (2) vorgesehen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (6) durch das Tiefziehen eines Dünnblechs hergestellt ist, in dem die ringförmige Erhebung (7) mittels eines Prägeverfahrens an der an das Ventilschließglied (5) angrenzenden Stirnfläche des Ventilgehäuses (6) ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Magnetanker (2) und dem Magnetkern (3) wenigstens ein elastisch verformbares, vorzugsweise aus einem Kautschuk hergestelltes Anschlagelement (10) angeordnet ist, das entweder an der Stirnfläche des Magnetkerns (3) oder an der Stirnfläche des Magnetankers (2) fixiert ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Bund (11) am Magnetanker (2) und einem dem Bund (11) zugewandten Stirnabschnitt (12) des Ventilgehäuses (6) ein weiterer Zwischenraum (13) vorgesehen ist, der ein den hydraulischen Durchlassquerschnitt verengenden Spalt aufweist.