DE102022205221A1

DE102022205221A1 - Elektromagnetventil für eine Kraftfahrzeugbremsanlage mit Restluftspalteinstellung

Info

Publication number: DE102022205221A1
Application number: DE102022205221.8A
Authority: DE
Inventors: Christian Courth; Holger Kollmann
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2022-05-25
Filing date: 2022-05-25
Publication date: 2023-11-30

Abstract

Elektromagnetventil (1) für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, umfassend ein mehrteiliges Ventilgehäuse (2, 3, 4), wobei in dem Ventilgehäuse (2, 3, 4) ein Magnetanker (5) mit einem daran befestigten Stößel (6) und ein erster Ventilsitzkörper (11) axial verschieblich angeordnet ist, wobei ein zweiter Ventilsitzkörper (15) fest in dem Ventilgehäuse (4) aufgenommen ist, wobei der Stößel (6), der erste und der zweite Ventilsitzkörper (11; 15) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei der erste Ventilsitzkörper (11) zumindest teilweise in einer Führungshülse (7) aufgenommen ist und in der Führungshülse (7) durch eine Rückstellfeder (8) in Richtung des Stößels (6) vorgespannt ist, wobei bei einer elektromagnetisch nicht erregten und nicht durch einen Fluiddruck beaufschlagten Schaltstellung des Elektromagnetventils (1) die Rückstellfeder (8) den ersten Ventilsitzkörper (11) mit einer Rückstellkraft gegen den Stößel (6) drückt, sodass eine Durchlassöffnung (13) des ersten Ventilsitzkörpers (11) verschlossen ist und zugleich der erste Ventilsitzkörper (11) von dem zweiten Ventilsitzkörper (15) abgehoben ist, sodass eine Durchlassöffnung (17) des zweiten Ventilsitzkörpers (15) geöffnet ist, wobei das Ventilgehäuse (2, 3, 4) zumindest einen Ventilsockel (2) mit einem hohlzylindrischen Abschnitt (29) umfasst, wobei zur Einstellung eines Restluftspalts (25), welcher sich zwischen dem Magnetanker (5) und dem hohlzylindrischen Abschnitt (29) des Ventilsockels (2) befindet, ein Mittel (24) vorgesehen ist, welches zumindest teilweise zwischen dem Stößel (6) und dem hohlzylindrischen Abschnitt (29) des Ventilsockels (2) angeordnet ist, wobei das Mittel eine Einstellhülse (24) ist, welche in Abhängigkeit des einzustellenden Restluftspalts (25) in den hohlzylindrischen Abschnitt (29) des Ventilsockels (2) eingepresst ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil für eine Kraftfahrzeugbremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Elektromagnetventile für ein hydraulisches Aggregat einer Kraftfahrzeugbremsanlage sind in einer Vielzahl an Ausführungen bekannt. So ist aus der DE 10 2013 218 121 A1 ein gattungsgemäßes zweistufiges stromlos offenes Elektromagnetventil bekannt. Das Elektromagnetventil umfasst zwei Ventildurchlässe, wobei der erste Ventildurchlass einen kleineren und der zweite Ventildurchlass einen größeren Querschnitt aufweist. Der erste Ventildurchlass wird durch einen ersten Stößel verschlossen, welcher an dem Ventilsitz eines zweiten Stößel anliegt. Der zweite Stößel ist durch eine Rückstellfeder gegen den ersten Stößel vorgespannt. Dadurch ist der erste Ventildurchlass geschlossen. Zugleich hält die Rückstellfeder den zweiten Stößel auf Abstand zu einem Einsatz, sodass der zweite Ventildurchlass geöffnet ist.
Zum Schließen des Ventils wird eine um einen Anker befindliche Spule bestromt, sodass sich ein Magnetfeld bildet und den Anker magnetisiert, welcher dadurch an einen Magnetkern gezogen wird. Dadurch wird der erste Stößel gegen den zweiten Stößel gedrückt, sodass der erste Ventildurchlass geschlossen ist und der zweite Stößel wird gegen einen Einsatz verschoben, sodass der zweite Ventildurchlass geschlossen ist.
Zum Öffnen des Ventils wird die Spule stromlos gestellt, sodass der Anker durch die Wirkung einer Servofeder von dem Magnetkern abhebt. Dadurch öffnet sich zunächst nur der erste kleinere Ventildurchlass. Der zweite Ventildurchlass verbleibt zunächst verschlossen, weil der zweite Stößel aufgrund einer Druckdifferenz zwischen dem Druck an einem Druckmitteleinlass und einem Druckmittelauslass in der geschlossen Stellung verharrt. Die Rückstellfeder ist nicht in der Lage den Differenzdruck zu überwinden. Erst wenn der Druck sich ausgeglichen hat, hebt die Rückstellfeder den zweiten Stößel von dem Einsatz ab, wodurch der erste Ventildurchlass wieder geschlossen wird und der zweite Ventildurchlass offen ist.
Weitern ist aus der DE 10 2020 206 644 A1 ein Elektromagnetventil mit einer Buchse zur Restluftspalteinstellung bekannt. Die Buchse ist zwischen dem Ventilstößel und dem Ventilgehäuse axial verschieblich eingesetzt und kraftschlüssig endfixiert. Zur Einstellung eines Restluftspalts zwischen dem Magnetanker und dem als Magnetkern ausgebildeten Ventilgehäuses umfasst die Buchse mehrere Längsschlitze. Sie wird von oben in das Ventilgehäuses zur Einstellung des Restluftspalts auf ein definiertes Voreinstellmaß eingepresst. Anschließend wird ein Federelement mit dem Ventilstößel in die Buchse eingefügt. Ein Verschiebewerkzeug drückt die Buchse mit dem Ventilstößel so tief in das Ventilgehäuse bis der aus der Buchse hervorstehende Ventilstößel den Ventilsitz kontaktiert. Anschließend wird aus dieser Position heraus der Restluftspalt eingestellt, wobei nur noch die Buchse um das erforderliche Maß des Restluftspalts in das Ventilgehäuse weiterverschoben wird. Abschließend wird der Magnetanker mit der Blechhülse aufgesetzt, wobei in Abhängigkeit der gewählten Position der Blechhülse am Ventilgehäuse der gewünschte Stößelhub eingestellt wird. Durch die von oben in das Ventilgehäuse eingesetzte Buchse ist die Einstellung des Restluftspalts präzise möglich.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Elektromagnetventil bereitzustellen, bei welchem die Einstellung eines Restluftspalts auf einfache Art und Weise erfolgt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einem Elektromagnetventil gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Verwendung findet das Elektromagnetventil in einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeugbremsanlage.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur.
Die 1 zeigt ein beispielsgemäßes Elektromagnetventil 1 im Schnitt. Elektromagnetventil 1 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse, welches einen Ventilsockel 2, eine Hülse 3 und ein Gehäusetopf 4 umfasst. Als Gehäusebasis ist Ventilsockel 2 vorgesehen. Ventilsockel 2 ist aus einem den Magnetfluss leitenden Material hergestellt und übernimmt somit die Funktion eines Magnetkerns bzw. Magnetpols. An Oberseite von Ventilsockel 2 ist domförmige Hülse 3 druckdicht aufgesteckt. An dessen Unterseite ist ein Gehäusetopf 4 eingefasst.
In Hülse 3 ist ein Magnetanker 5 mit einem zumindest teilweise eingefassten Stößel 6 aufgenommen. Stößel 6 ragt durch Ventilsockel 3 hindurch und in Gehäusetopf 4 hinein. Magnetanker 5 mit Stößel 6 ist axial beweglich in Hülse 3 und Ventilsockel 2 aufgenommen. Ventilschließköper 6 umfasst einen kugelkalottenförmigen Kopf 28, welcher dazu eingerichtet einen Ventilsitz zu verschließen. Ventilschließköper 6 ist vorzugsweise aus einem verschleißfesten Stahl präzisionsgefertigt.
Magnetanker 5 wird von einer Druckfeder 23 axial gegen Hülse 3 gedrückt, welche in einer Einstellhülse 24 eingesetzt ist. Einstellhülse 24 ist mit ihrer Mantelfläche zumindest teilweise in einen hohlzylindrischen Abschnitt 29 von Ventilsockel 2 eingepresst. Einstellhülse 24 wird beispielsweise durch Umformen eines Stahlblechs in Form gebracht. Einstellhülse 24 ist bevorzugt aus einem magnetisierbaren Material hergestellt. Einstellhülse 24 leitet einen Magnetfluss und übernimmt somit die Funktion eines Magnetkerns bzw. Magnetpols. An ihrem unteren eingesetzten Ende umfasst Einstellhülse 24 einen nach innen gerichteten Rand 26. Druckfeder 23 ist dabei mit einem Radialspiel in Einstellhülse 24 positioniert und über Stößel 6 geschoben. An ihrem oberen freien Ende umfasst Einstellhülse 24 einen nach außen gerichteten Flansch 27. Flansch 27 bildet dabei mit der Stirnfläche von Magnetanker 5 einen Restluftspalt 25.
Zur Einstellung von Restluftspalt 25 ist Einstellhülse 24 beispielsgemäß in hohlzylindrischen Abschnitt 29 von Ventilsockel 2 eingepresst. Während des Zusammenbaus von Elektromagnetventil 1 wird durch ein axiales Verschieben von Einstellhülse 24 in hohlzylindrischen Abschnitt 29 von Ventilsockel 2 hinein der Restluftspalt 25 zwischen Magnetanker 5 und Ventilsockel 2 eingestellt. Dies hat den Vorteil, dass die Toleranzen der Gehäusebauteile weniger eng sein können und dadurch Elektromagnetventil 1 kostengünstiger wird.
In Ventilsockel 2 ist eine Führungshülse 7 mit einem nach außen abstehenden Kragen 9 mit einem Radialspiel aufgenommen. Zudem ist Führungshülse 7 mit ihrer Mantelfläche zumindest teilweise in Gehäusetopf 4 eingepresst. Im Bereich von Gehäusetopf 4 umfasst Führungshülse 7 einen nach radial innen gerichteten Rand 10. Rand 10 stellt eine Durchgangsöffnung und Führung für einen ersten Ventilsitzkörper 11 dar. Zudem umfasst Führungshülse 7 in einem nicht eigepressten Bereich eine Öffnung 21. Öffnung 21 ist seitlich in die Mantelfläche von Führungshülse 7 eingebracht. Es können mehrere Öffnungen 21 in die Mantelfläche von Führungshülse 7 eingebracht sein.
Erster Ventilsitzkörper 11 ist innerhalb von Führungshülse 7 axial beweglich aufgenommen und ragt zumindest teilweise aus der durch Rand 10 gebildeten Durchgangsöffnung heraus. Erster Ventilsitzkörper 11 wird von einer Rückstellfeder 8 gegen Stößel 6 gepresst. Hierfür stützt sich Rückstellfeder 8 einerseits an Rand 10 von Führungshülse 7 ab und drückt andererseits gegen einen nach außen gerichteten Flansch 14 von erstem Ventilsitzkörper 11. Dadurch liegt Kopf 28 von Stößel 6 an einem Ventilsitz 12 von erstem Ventilsitzkörper 11 an, wodurch eine Durchlassöffnung 13 von erstem Ventilsitzkörper 11 verschlossen ist.
Innerhalb von Gehäusetopf 4 ist ein zweiter Ventilsitzkörper 15 eingepresst. Zweiter Ventilsitzkörper 15 ist mit einem räumlichen Abstand unterhalb von Führungshülse 7 in Gehäusetopf 4 eingepresst. Zweiter Ventilsitzkörper 15 umfasst einen Ventilsitz 16. Gegen Ventilsitz 16 von zweitem Ventilsitzkörper 15 kann erster Ventilsitzkörper 11 gedrückt werden, sodass eine Durchlassöffnung 17 von zweitem Ventilsitzkörper 15 verschlossen wird. Dafür sind Stößel 6, erster Ventilsitzkörper 11 und zweiter Ventilsitzkörper 15 koaxial zueinander innerhalb von dem Gehäuse von Elektromagnetventil 1 angeordnet. Vorzugsweise hat Durchlassöffnung 17 von zweitem Ventilsitzkörper 15 einen größeren Durchmesser als Durchlassöffnung 13 von erstem Ventilsitzkörper 11.
Gehäusetopf 4 umfasst seitlich eine erste Einlassöffnung 18. Erste Einlassöffnung 18 ist oberhalb der Einpressung von Führungshülse 7 mit Gehäusetopf 4 in diese eingebracht. Es können mehrere Einlassöffnungen 18 in Umfangsrichtung verteilt an dieser Stelle in Gehäusetopf 4 eingebracht sein. Weiterhin umfasst Gehäusetopf 4 seitlich eine zweite Einlassöffnung 19. Zweite Einlassöffnung 19 ist unterhalb der Einpressung von Führungshülse 7 mit Gehäusetopf 4 in diese eingebracht. Es können mehrere Einlassöffnungen 19 in Umfangsrichtung verteilt an dieser Stelle in Gehäusetopf 4 eingebracht sein. Zudem umfasst Gehäusetopf 4 bodenseitig eine Auslassöffnung 20. Vorzugsweise hat zweite Einlassöffnung 19 einen größeren Durchmesser als erste Einlassöffnung 18.
Durch ein Öffnen von Durchlassöffnung 13 des ersten Ventilsitzkörpers 11 wird zwischen erster Einlassöffnung 18 und Auslassöffnung 20 eine erste Fluidverbindung geschaffen, welche durch ein Verschließen von Durchlassöffnung 13 des ersten Ventilsitzkörpers 11 wieder getrennt werden kann. Durch ein Öffnen von Durchlassöffnung 17 des zweiten Ventilsitzkörpers 15 wird zwischen zweiter Einlassöffnung 19 und Auslassöffnung 20 eine zweite Fluidverbindung geschaffen, welche durch ein Verschließen von Durchlassöffnung 17 des zweiten Ventilsitzkörpers 15 wieder getrennt werden kann.
Über Gehäusetopf 4 ist ein Filterelement 22 geschoben, welches an der Unterseite von Ventilsockel 2 anliegt und Gehäusetopf 4 seitlich umgibt. Dadurch muss das Fluid zu den Einlassöffnungen 18 und 19 das Filterelement 22 durchströmen, wodurch ein Eindringen von Partikeln verhindert wird. Optional ist an Auslassöffnung 20 von Gehäusetopf 4 ist ein nicht dargestelltes Filterelement vorgesehen.
Elektromagnetventil 1 ist dazu eingerichtet in eine Aufnahmebohrung eingesetzt zu werden. Dabei wird im Wesentlichen Gehäusetopf 4 mit Filterelement 22 in die Aufnahmebohrung eingepresst. In der Aufnahmebohrung sind als Fluidleitungen Kanäle eingebracht, wobei eine Fluidleitung zu erster und zweiter Einlassöffnung 18 und 19 führt und eine andere Fluidleitung zu Auslassöffnung 20 führt. Dadurch können zumindest zwei Komponenten durch Elektromagnetventil 1 fluidisch miteinander verbunden oder getrennt werden. Vorzugsweise ist solch eine Aufnahmebohrung ein Ventilblock einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage, in welchem eine Vielzahl an elektromagnetisch betätigten Schaltventilen eingesetzt sind. Elektromagnetventil 1 übernimmt beispielsgemäß die Funktion eines zweistufigen 2/2-Wegeventils.
Der Vorteil solch eines zweistufigen Aufbaus besteht in der Möglichkeit, dass mittels der Wirkung von Druckfeder 23 die Durchlassöffnung 13 von erstem Ventilsitzkörper 11 gegen einen Fluiddruck oberhalb eines ersten definierten Schwellenwerts zu öffnen. Eine Öffnung der Durchlassöffnung 17 von zweitem Ventilsitzkörper 15 erfolgt nach einem Druckausgleich auf einen Fluiddruck gemäß einem zweiten Schwellenwerts, welcher niedriger ist als der erste Schwellenwert.
Bezugszeichenliste

1: Elektromagnetventil
2: Ventilsockel
3: Hülse
4: Gehäusetopf
5: Magnetanker
6: Stößel
7: Führungshülse
8: Rückstellfeder
9: Kragen
10: Rand
11: erster Ventilsitzkörper
12: Ventilsitz
13: Durchlassöffnung
14: Flansch
15: zweiter Ventilsitzkörper
16: Ventilsitz
17: Durchlassöffnung
18: erste Einlassöffnung
19: zweite Einlassöffnung
20: Auslassöffnung
21: Öffnung
22: Filterelement
23: Druckfeder
24: Einstellhülse
25: Restluftspalt
26: Rand
27: Flansch
28: Kopf
29: hohlzylindrischer Abschnitt
L: Längsachse

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 102013218121 A1 [0002]
DE 102020206644 A1 [0005]

Claims

Elektromagnetventil (1) für eine Kraftfahrzeugbremsanlage, umfassend ein mehrteiliges Ventilgehäuse (2, 3, 4), wobei in dem Ventilgehäuse (2, 3, 4) ein Magnetanker (5) mit einem daran befestigten Stößel (6) und ein erster Ventilsitzkörper (11) axial verschieblich angeordnet ist, wobei ein zweiter Ventilsitzkörper (15) fest in dem Ventilgehäuse (4) aufgenommen ist, wobei der Stößel (6), der erste und der zweite Ventilsitzkörper (11; 15) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei der erste Ventilsitzkörper (11) zumindest teilweise in einer Führungshülse (7) aufgenommen ist und in der Führungshülse (7) durch eine Rückstellfeder (8) in Richtung des Stößels (6) vorgespannt ist, wobei bei einer elektromagnetisch nicht erregten und nicht durch einen Fluiddruck beaufschlagten Schaltstellung des Elektromagnetventils (1) die Rückstellfeder (8) den ersten Ventilsitzkörper (11 ) mit einer Rückstellkraft gegen den Stößel (6) drückt, sodass eine Durchlassöffnung (13) des ersten Ventilsitzkörpers (11) verschlossen ist und zugleich der erste Ventilsitzkörper (11) von dem zweiten Ventilsitzkörper (15) abgehoben ist, sodass eine Durchlassöffnung (17) des zweiten Ventilsitzkörpers (15) geöffnet ist, wobei das Ventilgehäuse (2, 3, 4) zumindest einen Ventilsockel (2) mit einem hohlzylindrischen Abschnitt (29) umfasst, wobei zur Einstellung eines Restluftspalts (25), welcher sich zwischen dem Magnetanker (5) und dem hohlzylindrischen Abschnitt (29) des Ventilsockels (2) befindet, ein Mittel (24) vorgesehen ist, welches zumindest teilweise zwischen dem Stößel (6) und dem hohlzylindrischen Abschnitt (29) des Ventilsockels (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel eine Einstellhülse (24) ist, welche in Abhängigkeit des einzustellenden Restluftspalts (25) in den hohlzylindrischen Abschnitt (29) des Ventilsockels (2) eingepresst ist.
Elektromagnetventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellhülse (24) einen nach innen gerichteten Rand (26) umfasst, an welchem sich eine Druckfeder (23) abstützt, wobei die Druckfeder (23) gegen den Magnetanker (5) drückt.
Elektromagnetventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (23) mit einem Radialspiel in der Einstellhülse (24) aufgenommen ist.
Elektromagnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellhülse (24) einen nach außen gerichteten Flansch (27) umfasst, welcher innerhalb des Restluftspalts (25) positioniert ist.
Elektromagnetventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (27) räumlich von dem Magnetanker (5) und dem hohlzylindrischen Abschnitt (29) des Ventilsockels (2) beabstandet ist.
Elektromagnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellhülse (24) und der Ventilsockel (2) aus einem magnetisierbaren Material hergestellt sind und gemeinsam als ein Magnetpol für den Magnetanker (5) wirksam sind.
Elektromagnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer elektromagnetisch erregten Schaltstellung des Elektromagnetventils (1) der Stößel (6) den ersten Ventilsitzkörper (11) gegen den zweiten Ventilsitzkörper (15) drückt, sodass die Durchlassöffnung (17) des zweiten Ventilsitzkörpers (15) verschlossen ist.