DE10229789A1

DE10229789A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE10229789A1
Application number: DE10229789A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dinkel; Ruediger Briesewitz
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2002-02-02
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2003-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, dessen hydraulisch betätigte Blende (1) im Ventilgehäuse (5) den Druckmittelstrom zwischen dem Einlasskanal (3) und dem Auslasskanal (4) zu reduzieren vermag. Die Blende (1) wird durch den Ventilsitzkörper (2) betätigt, der abhängig vom hydraulischen Druck des Druckmittels im Einlass- und Auslasskanal (3, 4) im Ventilgehäuse (5) axial beweglich angeordent ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 43 32 820 A1 ist bereits ein derartiges Elektromagnetventil bekannt geworden, dessen Blende unmittelbar an einem in das Ventilgehäuse eingesetzten Schaltkolben angebracht ist, der zwischen dem Ventilsitzkörper und dem Ventilgehäuse geführt ist. Aufgrund der Vielzahl der Teile und des erforderlichen Bauaufwands kommt es zu einer Vergrößerung des Ventilgehäuses unter Einhaltung kostenintensiver Fertigungsmethoden.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art derart zu verbessern, dass vorgenannte Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im folgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor.
Hierzu zeigt die einzige Fig. 1 ein als 2/2-Wege- Sitzventil ausgeführtes Elektromagnetventil, mit einem patronenförmigen Ventilgehäuse 5, das an einem Ventilstößel 14 ein ballig geformtes Ventilschließglied 15 aufweist. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Ventilschließgliedes 15 ist der Ventilstößel 14 mit einem zylindrigen Magnetanker 16 verbunden. Das Ventilschließglied 15 ist auf einen rohrförmigen Ventilsitzkörper 2 gerichtet, während der Magnetanker 16 dem im Ventilgehäuse 5 integrierten Magnetkern 13 zugewandt ist. An dem rohrförmigen Magnetkern 13 ist eine vorzugsweise im Tiefziehverfahren hergestellte, domförmig geschlossene Hülse 17 befestigt, in welcher der Magnetanker 16 geführt ist. Am Umfang der Hülse 17 wird eine nicht abgebildete Magnetspule angeordnet, die bei elektromagnetischer Erregung den Magnetanker 16 in Richtung des Magnetkerns 13 bewegt, so dass das am Ventilstößel 14 angeformte Ventilschließglied 15 entgegen der Wirkung einer zwischen dem Magnetkern 13 und dem Magnetanker 16 angeordneten Ventilfeder 18 die in der Grundstellung offene Druckmittelverbindung zwischen einem Einlass- und einem Auslasskanal 3, 4 unterbricht.
Zur konzentrischen Ausrichtung des Ventilschließgliedes 15 gegenüber dem Ventilsitzkörper 2 ist der Ventilstößel 14 mit seinem dem Ventilsitzkörper 2 zugewandten Abschnitt in einer Zentrierbohrung des Magnetkerns 13 geführt.
Ferner befindet sich eine hydraulisch betätigte Blende 1 im Ventilgehäuse 5, die den Druckmittelstrom zwischen dem Einlasskanal 3 und dem Auslasskanal 4 zu reduzieren vermag. Gemäß der nunmehr vorgeschlagenen Erfindung ist die Blende 1 ein Bestandteil des Ventilsitzkörpers 2, wobei der Ventilsitzkörper 2 abhängig vom hydraulischen Druck des Druckmittels im Einlass- und Auslasskanal 3, 4 im Ventilgehäuse 5 axial beweglich angeordnet ist. Das Ventilgehäuse 5 ist deshalb als Stufenbohrung ausgeführt, in dessen unterem verengten Bohrungsabschnitt der rohrförmige Ventilsitzkörper 2 mittels einer Spielpassung beweglich geführt ist.
Die Blende 1 ist abhängig von der Stellung des Ventilsitzkörpers 2 von einer Bohrungsstufe 6 des Ventilgehäuses 5 entweder freigegeben oder verschlossen, um in Parallelschaltung zum koaxial im rohrförmigen Ventilsitzkörper 2 angeordneten Durchlass 7 über einen gegenüber dem Durchlass 7 im Querschnitt verkleinerten Nebendurchlass eine hydraulische Verbindung zwischen dem Einlass- und Auslasskanal 3, 4 herzustellen.
Die Blende 1 ist somit als Bypasskanal ausgeführt, der parallel zur Längsachse des Ventilsitzkörpers 2 entweder unmittelbar in der Wand des Ventilsitzkörpers 2 oder zwischen der Mantelfläche des Ventilsitzkörpers 2 und dem Gleitbereich des Ventilsitzkörpers 2 im Ventilgehäuse 5 angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Bypasskanal durch das Fräsen einer Längsnut an der Wand des Ventilsitzkörpers 2 hergestellt.
Die durch den Bypasskanal gebildete Blende 1 erstreckt sich vertikal entlang der Mantelfläche des Ventilsitzkörpers 2 bis zu einer dem Einlasskanal 3 zugewandten Stirnfläche 8 am Ventilsitzkörper 2, die teilweise von der Bohrungsstufe 6 im Ventilgehäuse 5 verdeckt ist. Diese Stirnfläche 8 bildet mit der Bohrungsstufe 6 einen Ventildichtsitz 9, der in der abgebildeten Grundstellung des Ventilsitzkörpers 2 die hydraulische Verbindung des Bypasskanals mit dem Einlasskanal 3 unterbricht.
Eine zur Stirnfläche 8 entgegengesetzte, dem Auslasskanal 4 zugewandte weitere Stirnfläche 10 des Ventilsitzkörpers 2 ist von einer Feder 11 beaufschlagt, die den Ventilsitzkörper 2 in Richtung der Bohrungsstufe 6 betätigt. Ein erstes Ende der Feder 11 ist mittels eines an der weiteren Stirnfläche 10 angeordneten vertikalen Vorsprungs 12 am Ventilsitzkörper 2 radial geführt. Ein vom kragenförmigen Vorsprung 12 abgewandtes zweites Ende der Feder 11 stützt sich am Magnetkern 13 ab, der um das Längenmaß der Feder 11 versetzt oberhalb des Ventilsitzkörpers 2 im Ventilgehäuse 5 befestigt ist. Die Feder 11 stützt sich somit im oberen Bereich des Ventilgehäuses 5 ab, in dem sich der Magnetkern 13 befindet.
Der im unteren Bohrungsbereich des Ventilgehäuses 5 geführte Abschnitt des Ventilsitzkörpers 2, der mit seiner Stirnfläche 8 auf die Bohrungsstufe 6 gerichtet ist, weist sowohl aus baulichen als auch funktionellen Gründen eine kleine re hydraulisch beaufschlagte Stirnfläche auf als dessen auf die Feder 11 gerichtete weitere Stirnfläche 10.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Erfindung anhand dem Elektromagnetventil nach Fig. 1 kurz erläutert.
In der abgebildeten, in der Grundstellung des Elektromagnetventils nicht erregten Position des Ventilschließgliedes 15 herrscht infolge des vom Ventilschließglied 15 freigegebenen Durchlasses 7 beiderseits der Stirnflächen 8, 10 am Ventilsitzkörper 2 ein hydraulisches Druckgleichgewicht. Folglich ruht der Ventilsitzkörper 2 unter der Wirkung der Feder 11 und aufgrund der gewählten Auslegung der beiden Stirnflächen 8, 10 mit seiner unteren Stirnfläche 8 an der Bohrungsstufe 6, so dass die Blende 1 wirkungslos ist.
Der Durchlass 7 wird vom Ventilschließglied 15 verschlossen, sobald sich der Magnetanker 16 infolge einer elektromagnetischen Erregung entgegen der Wirkung der Ventilfeder 18 in Richtung des Magnetkerns 13 bewegt. Folglich wird das Druckgleichgewicht aufgehoben. Der Druck an der unteren, im Bereich der Bohrungsstufe 6 angeordneten Stirnfläche 8 entspricht nunmehr dem Hydraulikdruck im Einlasskanal 3, während der an der entgegengelegenen, weiteren Stirnfläche 10 des Ventilsitzkörpers 2 anstehende Druck dem Hydraulikdruck im Auslasskanal 4 entspricht.
Wird die elektromagnetische Erregung des Ventils aufgehoben, so bewegt sich das Ventilschließglied 15 (infolge der Rückstellwirkung der Ventilfeder 18) nach oben in die abgebildete Grundstellung zurück.
Sofern die aus den Druckunterschieden zwischen dem Einlass- und Auslasskanal 3, 4 resultierende Druckdifferenz klein ist, vermag die Feder 11 den Ventilsitzkörper 2 in der abgebildeten Grundstellung zu halten, in welcher der Ventilsitzkörper 2 mit seiner unteren Stirnfläche 8 dichtend an der Bohrungsstufe 6 ruht. Es erfolgt somit bei geringer Druckdifferenz am Ventilsitzkörper 2 eine ungehinderte Verbindung des Ein- mit dem Auslasskanal 3, 4 über den sofort vom Ventilschließglied 15 freigegebenen Durchlass 7.
Überschreitet allerdings die aus der Druckdifferenz an den Stirnflächen 8, 10 des Ventilsitzkörpers 2 resultierende hydraulische Eingangskraft die entgegengerichtete Kraft der Feder 11, so wird der Durchlass 7 nach Beendigung der elektromagnetischen Ventilerregung nicht sofort freigegeben, sondern der Ventilsitzkörper 2 verharrt während der von der Ventilfeder 18 initiierten Rückstellbewegung des Ventilstößels 14 zunächst dichtend am Ventilschließglied 15, indem der Ventilsitzkörper 2 synchron zum Aufwärtshub des Ventilstößels 14 von der Bohrungsstufe 6 abhebt. Folglich wird die Blende 1 und damit der zwischen dem Ventilgehäuse 5 und dem Ventilsitzkörper 2 angeordnete Bypasskanal freigegeben, während der Durchlass 7 trotz der Unterbrechung der elektromagnetischen Ventilerregung zunächst verschlossen bleibt.
Somit gelangt Druckmittel des Einlasskanals 3 ausschließlich über die Blende 1 so lange gedrosselt zum Auslasskanal 4, bis über die Blende 1 die am Ventilsitzkörper 2 ursprünglich bestehende hydraulische Druckdifferenz soweit reduziert ist, dass die Kraft der Feder 11 den Ventilsitzkörper 2 wieder nach unten in Richtung auf die Bohrungsstufe 6 bewegen kann. Hierbei löst sich der Ventilsitzkörper 2 vom Ventilschließglied 2, wodurch der ungedrosselte Durchlass 7 freigegeben wird.
Die Größe der hydraulisch beaufschlagten Stirnflächen 8; 10 und die gewählte Kraft der Feder 11 beeinflussen somit in erheblichem Umfang die differenzdruckabhängige Schaltcharakteristik des Ventilsitzkörpers 2. Hierdurch ist es möglich, auf baulich besonders einfache Weise die durch hohe Differenzdrücke entstehenden Ventilgeräusche zu reduzieren, indem der drosselfreie Durchlass 7 im Ventilsitzkörper 2 nach der Beendigung der elektromagnetischen Ventilerregung nicht sofort freigegeben wird, sondern indem zunächst über die Blende 1 eine schaltbare Vordrosselfunktion erfolgt, die den unzulässig hohen Differenzdruck auf ein zulässiges Maß reduziert, bevor durch das Absenken des Ventilsitzkörpers 2 der drosselfreie Durchlass 7 zur Geltung gelangt. Bezugszeichenliste 1 Blende
2 Ventilsitzkörper
3 Einlasskanal
4 Auslasskanal
5 Ventilgehäuse
6 Bohrungsstufe
7 Durchlass
8 Stirnfläche
9 Ventildichtsitz
10 Stirnfläche
11 Feder
12 Vorsprung
13 Magnetkern
14 Ventilstößel
15 Ventilschließglied
16 Magnetanker
17 Hülse
18 Ventilfeder

Claims

1. Elektromagnetventil, mit einem Ventilgehäuse, das einen einem Magnetkern zugewandten Magnetanker und ein an einem Ventilstößel angebrachtes Ventilschließglied aufnimmt, das entgegen der Wirkung einer Ventilfeder während einer elektromagnetischen Erregung an einer Dichtfläche eines rohr- oder plattenförmigen Ventilsitzkörpers anliegt, um dessen Durchlass zu verschließen, mit einer Magnetspule zur Erregung des Magnetankers, so dass während der elektromagnetischen Erregung die Druckmittelverbindung zwischen wenigstens einem Einlass- und Auslasskanal im Ventilgehäuse durch das Ventilschließglied versperrt ist, sowie mit einer hydraulisch betätigten Blende im Ventilgehäuse, die den Druckmittelstrom zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal zu reduzieren vermag, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzkörper (2) abhängig vom hydraulischen Druck des Druckmittels im Ventilgehäuse (5) axial beweglich angeordnet ist, und dass die Blende (1) abhängig von der Stellung des Ventilsitzkörpers (2) entweder geöffnet oder geschlossen ist.

2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (1) abhängig von der Stellung des Ventilsitzkörpers (2) von einer Bohrungsstufe (6) im Ventilgehäuse (5) freigegeben oder verschlossen ist, um in Parallelschaltung zum Durchlass (7) des Ventilsitzkörpers (2) über einen gedrosselten Nebendurchlass eine hydraulische Verbindung zwischen dem Einlass- und Auslasskanal (3, 4) herzustellen.

3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (1) als ein Bypasskanal ausgeführt ist, der parallel zur Längsachse des Ventilsitzkörpers (2) entweder unmittelbar in der Wand des Ventilsitzkörpers (2) oder zwischen der Mantelfläche des Ventilsitzkörpers (2) und dem Gleitbereich des Ventilsitzkörpers (2) im Ventilgehäuse (5) angeordnet ist.

4. Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die als Bypasskanal ausgeführte Blende (1) bis zu einer Stirnfläche (8) des Ventilsitzkörpers (2) erstreckt, die teilweise von der Bohrungsstufe (6) des Ventilgehäuses (5) verdeckt ist.

5. Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (8) mit der Bohrungsstufe (6) einen Ventildichtsitz (9) bildet, der in der Grundstellung des Ventilsitzkörpers (2) die hydraulische Verbindung des Bypasskanals mit dem Einlasskanal (3) unterbricht.

6. Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Stirnfläche (8) entgegengesetzte weitere Stirnfläche (10) des Ventilsitzkörpers (2) von einer Feder (11) beaufschlagt ist, die den Ventilsitzkörper (2) in Richtung der Bohrungsstufe (6) beaufschlagt.

7. Elektromagnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende der Feder (11) mittels einem an der weiteren Stirnfläche (10) angeordneten vertikalen Vorsprung (12) am Ventilsitzkörper (2) radial geführt ist.

8. Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Vorsprung (12) abgewandtes zweites Ende der Feder (11) sich am Magnetkern (13) oder im Bereich des den Magnetkern (13) aufweisenden Ventilgehäuses (5) abstützt.

9. Elektromagnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Bohrungsstufe (6) gelegene Stirnfläche (8) eine kleinere hydraulisch beaufschlagte Fläche aufweist als die auf die Feder (11) gerichtete weitere Stirnfläche (10).