DE102015211665A1

DE102015211665A1 - Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE102015211665A1
Application number: DE102015211665.4A
Authority: DE
Inventors: Heiko Gensert
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2016-12-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse (7) axial beweglich angeordneten Ventilschließkörper (1), der einen in einem Ventilsitz (9) des Ventilgehäuses (7) vorgesehenen Ventildurchlass (10) zu öffnen oder zu verschließen vermag, mit einem in das Ventilgehäuse (7) einmündenden Druckmitteleinlass (11) und einem Druckmittelauslass (12), die beide über den im Ventilsitz (9) vorgesehenen Ventildurchlass (10) miteinander verbindbar sind, mit einer am Ventilgehäuse (7) aufsetzbaren Ventilspule zur elektromagnetischen Betätigung eines den Ventilschließkörper (1) tragenden Magnetankers (2), sowie mit einer Druckfeder (5) zur Positionierung des Magnetankers (2) in seiner elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung, wobei zur Minderung des Ventilschaltgeräuschs der Ventilschließkörper (1) im Magnetanker (2) federnd aufgenommen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2008 056 854 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil der angegebenen Art bekannt geworden, in dessen Ventilgehäuse ein Ventilschließkörper angeordnet ist, der abhängig von der elektromagnetischen Erregung einer Ventilspule einen in einem Ventilsitz vorgesehenen Ventildurchlass im Ventilgehäuse zu öffnen vermag. In einen Ventilraum des Ventilgehäuses mündet sowohl ein Druckmitteleinlass als auch ein Druckmittelauslass ein, die beide über einen Durchlass im Ventilsitz miteinander verbindbar sind. Zur Grundpositionierung des Ventilschließkörpers im Ventilgehäuse stützt sich eine Druckfeder an einem im Ventilgehäuse fixierten Magnetkern ab, die einen den Ventilschließkörper tragenden Magnetanker in Richtung auf den Ventilsitz beaufschlagt. Das vorgestellte Elektromagnetventil hat den Nachteil, dass beim Schalten unerwünschte Geräusche entstehen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit möglichst einfachen, funktionsgerechten Mitteln kostengünstig und klein-bauend derart zu verbessern, dass die vorgenannten Ventilschaltgeräusche nicht auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Elektromagnetventil der angegebenen Art durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigen:
1 ein Elektromagnetventil im Längsschnitt in der geschlossenen, elektromagnetisch nicht erregten Ventilgrundstellung, dessen stößelförmiger Ventilschließkörper am unteren Ende des Magnetankers in eine elastischen Masse eingepresst ist, die im Magnetanker eine Sackbohrung auskleidet,
2 eine Ausgestaltungsvariante des in der 1 abgebildeten Elektromagnetventils, dessen Ventilschließkörper mit einer elastischen Masse umspritzt ist, die am unteren Ende des Magnetankers eine Sackbohrung auskleidet,
3 das Elektromagnetventil nach 2 erweitert um eine entgegengesetzt zum Ventilschließkörper an der Magnetankerstirnfläche überstehende elastische Masse, die sich über eine Durchgangsbohrung im Magnetanker bis zum stößelförmigen Ventilschließkörper erstreckt.
Die 1 bis 3 zeigen jeweils ein Elektromagnetventil, das bevorzugt für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen verwendet wird. Das Elektromagnetventil besteht aus an sich bekannten Funktionselementen. Dazu gehört ein in einem Ventilgehäuse 7 angeordneter Ventilschließkörper 1, der einen Ventildurchlass 10 in einem Ventilsitz 9 zu öffnen oder zu verschließen vermag, mit einem Magnetanker 2 zur Betätigung des Ventilschließkörpers 1, der im Bereich eines definierten Arbeitshubs relativ beweglich ausgeführt ist, sowie mit einer auf den Magnetanker 2 einwirkenden Druckfeder 5, deren vom Magnetanker 2 abgewandtes Federende sich an einem Magnetkern 8 im Ventilgehäuse 7 abstützt. Ferner ist am Ventilgehäuse 7 eine Ventilspule zur Erregung des Magnetankers 2 fixierbar, die in den vorliegenden Abbildungen nicht dargestellt ist.
Das in den 1 bis 3 dargestellt Elektromagnetventil ist in der elektromagnetisch nicht erregten Stellung geschlossen, wozu die oberhalb des Magnetankers 2 angeordnete Druckfeder 5 den mit dem Magnetanker 2 verbundene Ventilschließkörper 13 auf den Ventilsitz 9 drückt, wodurch der Ventildurchlass 10 im Ventilsitz 9 versperrt ist.
In vorliegendem Ausführungsbeispiel ist der Magnetkern 8 als Verschlussstopfen in einen austenitischen Gehäuseabschnitt 13 eingepresst, der als dünnwandiges Hülsenteil mit dem Rohrkörper 14 des Ventilgehäuses 7 verschweißt ist. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungsformen des oberen Gehäuseabschnitts 13 möglich, die jedoch nicht erfindungswesentlich sind.
Das Ventilgehäuse 7 weist zur sicheren Befestigung in einer Ventilaufnahme den dickwandigen, steifen Rohrkörper 14 auf, der mit einer dünnwandigen Hülse 15 verbunden ist. Die Hülse 15 weist bevorzugt durch Tiefziehen von Dünnblech die Kontur eines Gehäusetopfs auf, dessen Topfboden als Ventilsitz 9 mit dem Ventildurchlass 10 ausgebildet ist. Die Hülse 1 besteht aus einem gehärteten, ferritischen Werkstoff, um den im Tiefziehverfahren hergestellten Ventilsitz 9 möglichst verschleißfrei ausführen zu können. Der im Ventilsitz 9 angeordnete Ventildurchlass 10 als auch der in der Wand der Hülse 1 angeordnete Durchlass lässt sich kostengünstig im Stanz- bzw. Prägeverfahren herstellen. Hingegen ist die Kontur des Rohrkörpers 14 durch Kaltschlagen oder Kaltfließpressen aus einem Stahlrohling hergestellt, der ebenso wie die Hülse 15 zur Magnetkreisoptimierung ein ferritisches Werkstoffgefüge aufweist.
Um nunmehr erfindungsgemäß die aus dem Stand der Technik bekannten Ventilschaltgeräusche zu eliminieren, die in der Regel entstehen, wenn der Ventilschließkörper 1 auf den Ventilsitz 9 auftrifft, sieht die Erfindung vor, dass der Ventilschließkörper 1 im Magnetanker 2 federnd aufgenommen ist, indem zur federnden Aufnahme zwischen dem Ventilschließkörper 1 und dem Magnetanker 2 eine elastische Masse 3 angeordnet ist. Bevorzugt ist die elastische Masse 3 aus einem nichtmetallischen Material hergestellt, das entweder aus einem elastisch verformbaren Kunststoff oder aus einem Gummi besteht.
Wie aus den 1 bis 3 im Einzelnen hervor geht, ist der Ventilschließkörper 1 abschnittsweise in der elastischen Masse 3 eingebettet, die zur Herstellung einer den Ventilschließkörper 1 im Magnetanker 2 tragenden Verbindung innerhalb einer Bohrung 4 des Magnetankers 2 vollflächig aufgenommen ist.
Die Bohrung 4 ist gemäß den 1 und 2 jeweils als eine mittig im Magnetanker 2 angeordnete Sackbohrung ausgeführt, während in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß der 3 die Bohrung 4 als Durchgangsbohrung den Magnetanker 2 mittig durchdringt. Unabhängig von den aufgezeigten Ausgestaltungsvarianten ist die Bohrung 4 jeweils vollflächig mit der elastischen Masse 3 ausgekleidet, um eine möglichst effiziente Anschlagdämpfung zu gewährleisten. In allen Ausführungsbeispielen weist der Ventilschließkörper 1 eine verschleißfeste, aus einem unelastischen Material bestehende stößel- oder nadelförmige Körperkontur auf, die bis auf Ausnahme der auf den Ventilsitz 9 gerichteten Körperkontur infolge der vollflächigen elastischen Auskleidung der Bohrung 4 in der elastischen Masse 3 eingebettet ist.
Die 3 zeichnet sich überdies durch die Besonderheit aus, dass die mit der elastische Masse 3 ausgekleidete Durchgangsbohrung an der vom Ventilschließkörper 1 abgewandten Stirnseite des Magnetankers 2 einen Überstand 6 aufweist, der zur Geräuschdämpfung an einem dem Ventilgehäuse 7 zugehörigen Teil elastisch anlegbar ist, sodass auch auf der zum Ventilschließkörper 1 entgegengesetzten Stirnseite eine Anschlagdämpfung für den Magnetanker 2 vorgesehen ist.
Gemäß der 3 ist die mit der elastischen Masse 3 ausgekleidete Durchgangsbohrung auf der dem Magnetkern 8 zugewandten Stirnseite des Magnetankers 2 mit einer erweiterten Öffnung versehen, welche die Druckfeder 5 aufnimmt, sodass auch analog zum Ventilschließkörper 1 die Druckfeder 5 innerhalb der elastischen Masse 3 aufgenommen und zwischen der elastischen Masse 3 und dem Magnetkern 8 abgestützt ist.
Bevorzugt ist die elastische Masse 3 durch Kunststoffspritzgießen (siehe 2, 3) oder als Gummierung (siehe 1) in die Bohrung 4 eingebracht, wozu der Ventilschließkörper 1 nach 1 entweder in die gummielastische Masse 3 nachträglich eingepresst ist oder gemäß den 2, 3 vorab als Einlegeteil in die Bohrung 4 eingesetzt und durch das Umspritzen mit Kunststoff in der Bohrung 4 fixiert wird.
Da durch die Verwendung der elastischen Masse 3 der Ventilschließkörper 1 vom Magnetanker 2 entkoppelt ist, verringert sich die Fortpflanzung der Körperschallschwingungen vom Ventilschließkörper 1 auf den Magnetanker 2 zum Zeitpunkt der Ventilsitzkontaktierung erheblich, sodass kein akustisch wahrnehmbares Ventilschaltgeräusch entsteht. Darüber hinaus beschränkt sich infolge der Entkoppelung des Ventilschließkörpers 1 vom Magnetanker 2 die den Körperschall anregende Masse auf den Ventilschließkörper 1, die erheblich kleiner ist als die Masse des Magnetankers 2.
Weiterhin ergibt sich eine signifikante Geräuschdämpfung mit dem Erreichen der oberen Anschlagposition des Magnetankers 2, wenn die elastischen Masse 3 zusätzlich zwischen dem Magnetanker 2 und dem Magnetkern 8 angeordnet ist, womit ein direkter Kontakt des Magnetankers 2 am Magnetkern 8 verhindert wird. Sofern die elastische Masse 3 auch zwischen der Druckfeder 5 und dem Magnetanker 2 vorgesehen ist, wie dies ergänzend aus der 3 zu entnehmen ist, wird überdies die Fortpflanzung der Körperschallschwingungen über die Druckfeder 5 in den Magnetkern 8 sicher vermieden.
Bezugszeichenliste

1: Ventilschließkörper
2: Magnetanker
3: Masse
4: Bohrung
5: Druckfeder
6: Überstand
7: Ventilgehäuse
8: Magnetkern
9: Ventilsitz
10: Ventildurchlass
11: Druckmitteleinlass
12: Druckmittelauslass
13: Gehäuseabschnitt
14: Rohrkörper
15: Hülse

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 102008056854 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere für hydraulische, schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilschließkörper, der einen in einem Ventilsitz des Ventilgehäuses vorgesehenen Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag, mit einem in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmitteleinlass und einem Druckmittelauslass, die beide über den im Ventilsitz vorgesehenen Ventildurchlass miteinander verbindbar sind, mit einer am Ventilgehäuse aufsetzbaren Ventilspule zur elektromagnetischen Betätigung eines den Ventilschließkörper tragenden Magnetankers, sowie mit einer Druckfeder zur Positionierung des Magnetankers in seiner elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließkörper (1) im Magnetanker (2) federnd aufgenommen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur federnden Aufnahme zwischen dem Ventilschließkörper (1) und dem Magnetanker (2) eine elastische Masse (3) angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Masse (3) aus einem nichtmetallischen Material hergestellt ist, das entweder aus einem elastisch verformbaren Kunststoff oder aus einem Gummi besteht.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließkörper (1) abschnittsweise in der elastischen Masse (3) eingebettet ist, die zur Herstellung einer den Ventilschließkörper (1) im Magnetanker (2) tragenden Verbindung innerhalb einer Bohrung (4) des Magnetankers (2) vollflächig aufgenommen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (4) als mittig im Magnetanker (2) angeordnete Sack- oder Durchgangsbohrung ausgeführt ist, die vollflächig mit der elastischen Masse (3) ausgekleidet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als Durchgangsbohrung ausgeführte Bohrung (4) auf der vom Ventilschließkörper (1) abgewandten Stirnseite des Magnetankers (2) eine Druckfeder (5) aufnimmt, die sich auf der elastischen Masse (3) abstützt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Durchgangsbohrung auskleidende elastische Masse (3) an der vom Ventilschließkörper (1) abgewandten Stirnseite des Magnetankers (2) einen Überstand (6) aufweist, der zur Geräuschdämpfung an einem dem Ventilgehäuse (7) zugehörigen Teil elastisch anlegbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Ventilgehäuse (7) zugehörigen Teil als ein das Ventilgehäuse (7) verschließender Magnetkern (8) ausgeführt ist, an dem die am Magnetanker (2) überstehende elastische Masse (3) anlegbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließkörper (1) eine verschleißfeste, aus einem unelastischen Material bestehende stößel- oder nadelförmige Körperkontur aufweist, die bis auf Ausnahme der auf den Ventilsitz (9) gerichteten Körperkontur in der elastischen Masse (3) eingebettet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließkörper (1) in die elastische Masse (3) eingepresst ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Masse (3) durch Spritzgießen in die Bohrung (4) des Magnetankers (2) eingebracht ist.