DE19739886A1

DE19739886A1 - Ventilbaugruppe

Info

Publication number: DE19739886A1
Application number: DE1997139886
Authority: DE
Inventors: Kerstin Rosenkranz
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: DE19739886B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilbaugruppe, insbesondere für hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlagen, nach dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US 5,460,437 ist bereits eine derartige Ventilbau gruppe bekannt geworden, bestehend aus einem Ventilgehäuse für ein in Grundstellung geschlossenes Elektromagnetventil, einem im Ventilgehäuse beweglich angeordneten Ventilschließ glied, einer als Magnetantrieb ausgeführten Betätigungsein richtung für das Ventilschließglied sowie einen eine Venti laufnahmeöffnung aufweisenden Ventilaufnahmekörper, in dem das Ventilgehäuse des in Grundstellung geschlossenen Elek tromagnetventils eingesetzt ist. Das Ventilgehäuse weist eine dünnwandige Hülse auf, die einen Ventilsitzkörper trägt. Zur Abdichtung der Hülse im Ventilaufnahmekörper ist ein Dichtring mit Abstandsscheibe notwendig. Hiervon abge wandt ist außerdem zur Abdichtung des Ventils in Richtung des Magnetantriebs die Hülse mit einer Abdichtung und Di stanzscheibe versehen.

Die Erfindung hat es sich deshalb zur Aufgabe gemacht, eine Ventilbaugruppe der angegebenen Art dahingehend zu verbes sern, daß mit möglichst geringem baulichen als auch funktio nellen Aufwand ein einfach herzustellendes, kleinbauendes und funktionssicheres Ventil geschaffen wird, das sich durch eine besonders einfache Abdichtung der Hülse im Ventilauf nahmekörper auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Ventilbaugruppe der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung mehre rer Ausführungsbeispiele und auch aus den vom Patentanspruch 1 abhängigen Unteransprüchen hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstan des für ein im Längsschnitt gezeigtes, in der Grund stellung geöffnetes Elektromagnetventil,

Fig. 2 eine Abwandlung des aus Fig. 1 bekannten Gegenstan des im Bereich des Ventilgehäuses und der Hülse,

Fig. 3 ein in der Grundstellung geschlossenes Elektroma gnetventil, das sich gegenüber den vorstehenden Aus führungsbeispielen durch eine besonders einfache Gestaltung der Hülse auszeichnet,

Fig. 4 zeigt bezugnehmend auf Fig. 3 eine weitere verein fachte Ausführungsform des Elektromagnetventils,

Fig. 5 zeigt alternativ zu den vorangegangenen Elektroma gnetventilen nach Fig. 3 und 4 eine einteilige Hülse zur Führung des Magnetantriebs.

Die Fig. 1 zeigt in erheblich vergrößerter Darstellung eine Ventilbaugruppe, bestehend aus einem in einen Ventilaufnah mekörper 3 eingesetztes Elektromagnetventil, dessen Ventil gehäuse 7 ein beweglich angeordnetes Ventilschließglied 11 aufnimmt, das mit einer als Magnetantrieb ausgeführten Be tätigungseinrichtung 12 verbunden ist. Der im wesentlichen blockförmig gestaltete Ventilaufnahmekörper 3 weist eine gestufte Ventilaufnahmeöffnung 2 auf, in die sich das Ven tilgehäuse 7 mit einer dünnwandigen Hülse 1 erstreckt, die den mit dem Ventilschließglied 11 korrespondierenden Ventil sitzkörper 5 trägt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Endbereich der dünnwandigen Hülse 1 im Durchmesser an die nach innen verkleinerte Ventilaufnahmeöffnung 2 möglichst mit einer leichten radialen Preßpassung spielfrei angepaßt ist, so daß eine Abdichtung zwischen der Hülse 1 und dem Ventilaufnahmekörper 3 auf verblüffend einfache Weise zu stande kommt, womit bisher gebräuchliche Dichtringe oder dergleichen in der Ventilaufnahmeöffnung 2 entfallen können. Die Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Abdichtung der Hülse 1 mittels eines konisch angefasten oder zylinderförmig ausgebildeten Endabschnitts in der Ven tilaufnahmeöffnung 2 zustande kommt. Vorteilhafterweise ist die Hülse 1 als Stufenhülse ausgeführt, die in ihrem erwei terten Innenbereich an der Stufe 4 den Ventilsitzkörper 5 trägt. Darüber hinaus wird zweckmäßigerweise vorgeschlagen, auch eventuell erforderliche Filterelemente 6 im Bereich der Stufe 4 und an dem sich anschließenden erweiterten Abschnitt der Hülse 1 zu halten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel betrifft dies u. a. ein als Ringfilter ausgeführtes Filter element 6, das sowohl am Außenumfang der Hülse 1 im Bereich der Stufe 4 als auch am verkleinerten Außendurchmesser der Hülse 1 vorzugsweise reibschlüssig gehalten ist. Eine be sonders geschickte, klein und einfach bauende Einbettung eines Plattenrückschlagventils 13 ergibt sich zwischen dem Ventilsitzkörper 5 und einem als Plattenfilter ausgeführten weiteren Filterelement 6', das ebenso wie der Ventilsitzkör per 5 abbildungsgemäß von unten mit dem Plattenrückschlag ventil 13 in den erweiterten Bereich der Hülse 1 eingescho ben ist und an der Unterseite des Ventilsitzkörpers 5 ab schnittsweise anliegt. Um auch den auf das Ventilgehäuse 7 gerichteten Abschnitt der dünnwandigen Hülse 1 am Ventil gehäuse 7 zu fixieren, ist die dünnwandige Hülse 1 im Außen durchmesser an die Öffnung 8 des Ventilgehäuses 7 angepaßt und dort eingepreßt. Dadurch, daß die Öffnung 8 als Stufen bohrung ausgebildet ist, bildet diese eine axiale Anschlag fläche des Ventilgehäuses 7 für die Hülse 1, so daß beim Einpressen der Hülse 1 in die Ventilaufnahmeöffnung 2 die entstehende Reibkraft über die dünnwandige Hülse 1 in das relativ steif und dickwandig gestaltete Ventilgehäuse 7 ein geleitet und damit vom Ventilgehäuse 7 aufgenommen werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stützt sich eine das Ventilschließglied 1 in Offenstellung haltende Rück stellfeder 14 an einer Ringfläche der Hülse 1 ab, womit die Hülse 1 einen Federanschlag bildet und bei Bedarf durch eine entsprechend klein tolerierte Durchgangsöffnung für den Stö ßel des Ventilschließgliedes 11 eine zusätzliche Zentrierung und damit Führungsfunktion des Ventilschließgliedes 11 ge genüber dem Ventilsitzkörper 5 übernimmt. Der Ventilsitzkör per 5 ist abbildungsgemäß als Ventilscheibe sehr flachbau end, so daß sich problemlos zusammen mit dem abbildungsgemä ßen Filterelement 6' eine kurze Baulänge bzw. Bauhöhe der Hülse 1 und damit des Elektromagnetventils ergibt. Bei der vorgestellten Konstruktion ist es damit möglich, die Hülse 1 als eigenständig handhabbare Baugruppe zu betrachten, die nach freier Wahl sowohl die Filterelemente 6, 6', den Ven tilsitzkörper 5 als auch das Plattenrückschlagventil 13 ver einigen kann und somit als vormontierte Baugruppe lediglich mit dem massiv ausgebildeten, beispielsweise aus Automaten stahl hergestellten Ventilgehäuse 7 mittels Preßsitz in der Öffnung 8 zu verbinden ist. Das Ventilgehäuse 7 wird sodann in die Ventilaufnahmeöffnung 2 eingepreßt, worin der entwe der zylindrisch oder konisch ausgebildete Endabschnitt der Hülse 1 als Preßsitz abdichtet. Es soll hierbei nicht un erwähnt bleiben, daß durch den dichten Preßsitz des Ventil schließkörpers 5 auf etwa der halben Länge der Hülse 1 die Formstabilität der gestuften Hülse 1 nicht nachteilig beein trächtigt wird, sondern sich eher günstig auswirkt, beson ders im Hinblick auf die den Querschnitt der Hülse 1 schwä chenden Querbohrungen 14. Die Querbohrungen 14 sind für die hydraulische Verbindung des im Bereich des Ringfilters lie genden Druckmittelraums 17 mit dem sich im offenen End be-reich der Hülse 1 anschließenden Druckmittelraum 17 über den Ventilsitzkörper 5 mit dem Plattenfilter notwendig.

Außerhalb des Ventilgehäuses 7 befindet sich an dessen zy lindrischen Schaft gleichfalls eine domartige, im Endbereich geschlossene Hülse 18, die vorzugsweise mittels Laserstrahl schweißung druckmitteldicht das Ventilgehäuse 7 verschließt, wobei innerhalb der domförmig geschlossenen Hülse 18 der Magnetanker 16 und außerhalb dazu die Ventilspule der Be tätigungseinrichtung 12 angeordnet sind.

Die Fig. 2 zeigt abweichend von Fig. 1 das in der Grundstel lung geöffnete Elektromagnetventil mit einem Topffilter in nerhalb der Hülse 1, wobei nunmehr im Bereich der Öffnung 8 auf die Anschlagfläche für die Rückstellfeder 14 und die hierdurch mögliche Zentrierfunktion für den Ventilstößel verzichtet wurde. Ferner weist das Ventilgehäuse 7 eine se parat ausgebildete Magnetschlußscheibe 15 auf, die mit der Ventilspule 19 und dem Jochring 20 eine vormontierte Einheit bildet. Hinsichtlich der weiteren aus Fig. 2 ersichtlichen Einzelheiten wird auf die zum Gegenstand nach Fig. 1 vor gebrachten Merkmalserläuterungen verwiesen.

Die Fig. 3 zeigt abweichend von den vorangegangenen beiden Ausführungsbeispielen ein in der Grundstellung geschlossenes Elektromagnetventil, dessen Hülse 1 über den in den vorange gangenen Figuren dargestellten prinzipiellen Aufbau hinaus den Magnetanker 16 am Innenumfang abschnittsweise führt, so daß eine präzise Zentrierung des am Magnetanker 16 an gebrachten Ventilschließgliedes 11 gegenüber dem Ventilsitz körper 5 zustande kommt, der sich im Bereich der Stufe 4 abstützt. Sowohl der Ventilsitzkörper 5 als auch der Magne tanker 16 sind somit als vormontierte Einheit der Hülse 1 zu betrachten, wozu der Ventilsitzkörper 5 und der Magnetanker 16 abbildungsgemäß von oben in die mit dem Ventilgehäuse 7 verbundene Hülse 1 eingeführt werden. Der sich an dem Ven tilsitzkörper 5 abbildungsgemäß nach unten erstreckende End abschnitt der Hülse 1 ist dementsprechend ab der Stufe 4 verjüngt und greift gewissermaßen schneidenförmig in die abgestufte Aufnahmeöffnung 2 dichtend ein. Die gezeigte Aus führungsform nach Fig. 3 weist abweichend von den voranbe schriebenen Ausführungsbeispielen als weitere Besonderheit eine Befestigung einer weiteren Hülse 18 im Ventilgehäuse 7 auf, die mittels einer Außenverstemmung des Ventilgehäusema terials gehalten wird. Die weitere Hülse 18 ist mittels ei nes als Magnetkern wirksamen Verschlußteils 10 nach außen verschlossen und damit abgedichtet. Dies geschieht nach vollzogener Hubeinstellung mittels Laserstrahlschweißung an der Hülse 18.

Das Elektromagnetventil nach Fig. 4 weist von dem Gegenstand nach Fig. 3 abweichend die voran beschriebene Hülse 18 als einteiliges und damit homogenes Bestandteil des Ventilgehäu ses 7 auf, das ebenso mit dem Verschlußstück 10 verschweißt ist. Die übrigen Teile des in Fig. 4 skizzierten Ventils entsprechen somit weitgehend den zum Elektromagnetventil nach Fig. 3 erläuterten Einzelheiten.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit zur Realisierung ei nes einfachen, kostengünstig und dennoch funktionssicher aufgebauten Ventils geht aus Fig. 5 hervor. Das hierin be schriebene Elektromagnetventil unterscheidet sich von dem bereits beschriebenen, in Grundstellung geschlossenen Elek tromagnetventil nach Fig. 3 und 4 durch eine einteilige, gestufte Hülse 1, die an ihrer Anlagefläche mit dem Ventil gehäuse 7 verschweißt ist. Der abbildungsgemäße untere Hül senbereich ist wie bei allen vorangegangenen Ausführungsbei spielen stufenförmig gestaltet, um zumindest einen Ventil sitzkörper 5 im Innenraum aufzunehmen, wobei der unterhalb des Ventilsitzkörpers 5 gelegene Endabschnitt der Hülse 1 wiederum eine unmittelbare metallische Abdichtung in der gestuften Aufnahmeöffnung 2 bildet. Die einteilige Hülse 1 weist im mittleren Bereich ihrer Länge einen gefalteten Bund 9 auf, der als Anschlagfläche für das ringförmige Filter element 6 vorgesehen ist, wobei der Bund 9 mit seiner vom Filterelement 6 abgewandten Anschlagfläche am Ventilgehäuse 7 anliegt und dort vorzugsweise mittels einer Schweißnaht oder einem Dichtring flüssigkeitsdicht befestigt ist. Hier durch ergibt sich durch die Verwendung einer einteiligen Hülse 1 eine präzise Führung des Magnetankers 16 über den gesamten Arbeitshub. Die Hülse 1 läßt sich hierbei verhält nismäßig einfach mit einem einzigen Werkzeug präzise her stellen.

Es ist jedoch auch eine zweiteilige konzentrische Hülsen kombination denkbar. Hierbei wäre eine konzentrisch zur er sten Hülse 1 angeordnete weitere Hülse erforderlich, die gleichfalls wie die erste Hülse 1 zur Führung des Magnetan kers 16 einen gleichbleibenden Innendurchmesser aufweisen würde, an den der Außendurchmesser des Verschlußteils 10 angepaßt ist. Die miteinander korrespondierenden und mit einer Schweißnaht am Ventilgehäuse 7 miteinander verbundenen Endabschnitte der beiden Hülsen würden sodann zugleich eine Anschlagsfläche für einen Ringfilter bilden, der auf die erste Hülse 1 aufgeschoben wäre.

Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Anordnungs- und Be festigungsmöglichkeiten des Ventilgehäuses 7 als auch der Abdichtung der erfindungsgemäßen Hülse 1 im Ventilaufnahme körper 3 setzen voraus, daß der Werkstoff des Ventilaufnah mekörpers 3 aus einem weicheren Material besteht als der Werkstoff des Ventilgehäuses 7. Hierzu eignet sich bei spielsweise die Verwendung einer Leichtmetallegierung für den Ventilaufnahmekörper 3 und die Herstellung des Ventil gehäuses 7 aus Stahl, beispielsweise Automatenstahl.

Mit der anhand der fünf Ausführungsbeispiele dargestellten Erfindung ist es nunmehr möglich, kleinere und leichtere Ventile zu realisieren, die sich im besonderen durch die Dünnwandigkeit einer Hülse 1 im unteren Ventilbereich aus zeichnen. Diese Hülse 1 dient somit gewissermaßen als Ven tilgehäuse, um wie beispielsweise in den Fig. 1 und 2 ge zeigt, zumindest den Ventilsitzkörper 5 aufzunehmen und zu zentrieren und gemäß den Fig. 3 bis 5 zusätzlich auch den Magnetanker 16 gegenüber dem Ventilsitzkörper 5 zu zentrie ren und zu führen. Hierzu stellt die Ausführungsform nach Fig. 5 eine Erweiterung der Hülse 1 in Form einer einteili gen und gestuft als auch gefaltet ausgeführten Hülse 1 dar. Von besonderer Bedeutung für alle Ausführungsbeispiele ist hierbei die erfindungsgemäße Abdichtung der Hülse 1 inner halb der Ventilaufnahmeöffnung 2 nach der Ventilmontage im Ventilaufnahmekörper 3 unter Verzicht besonderer Dichtele mente. Hierzu werden erfindungsgemäß zwei verschiedene Aus führungsformen dargestellt, wobei die erste Ausführungsform eine konische Bohrung bzw. konische, wenn nicht gar schnei denförmige, jedoch möglichst gratfreien Zuspitzung bzw. An fasung der Hülse 1 im Endbereich voraussetzt, oder alterna tiv dazu im zweiten Vorschlag die Hülse 1 als auch die Auf nahmeöffnung 2 in ihrer Bohrung zylindrisch gestaltet sind. Im Ergebnis führen diese vorgeschlagenen Verbesserungen zwangsläufig zu einer Reduzierung der bisher notwendigen Ventilteile, so daß sich bei geringstem Herstellaufwand bau liche und damit kostenmäßige Vorteile erzielen lassen.

Bezugszeichenliste

1

Hülse

2

Ventilaufnahmebohrung

3

Ventilaufnahmekörper

4

Stufe

5

Ventilsitzkörper

6

' Filterelement

7

Ventilgehäuse

8

Öffnung

9

Bund

10

Verschlußteil

11

Ventilschließglied

12

Betätigungseinrichtung

13

Rückschlagventil

14

Rückstellfeder

15

Magnetschlußscheibe

16

Magnetanker

17

Druckmittelraum

18

Hülse

19

Ventilspule

20

Jochring

Claims

1. Ventilbaugruppe, insbesondere für hydraulische Kraft fahrzeugbremsanlagen, bestehend aus einem Ventilgehäuse, einem im Ventilgehäuse beweglichen Ventilschließglied, einer vorzugsweise als Magnetantrieb ausgeführten Be tätigungseinrichtung für das Ventilschließglied sowie einen eine Ventilaufnahmeöffnung aufweisenden Ventilauf nahmekörper, in dem das Ventilgehäuse eingesetzt ist, wobei das Ventilgehäuse mit einer dünnwandigen Hülse versehen ist, die zumindest einen mit dem Ventilschließ glied korrespondierenden Ventilsitzkörper trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnwandige Hülse (1) im Außen durchmesser an die Ventilaufnahmeöffnung (2) für das Ventil spielfrei angepaßt ist, so daß eine Abdichtung zwischen der Hülse (1) und dem Ventilaufnahmekörper (3) hergestellt ist.

2. Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung an einem der Ventilaufnahmeöffnung (2) zugewandten, konisch angefasten oder zylindrischen Endbereich der Hülse (1) besteht, der sich in einen ko nisch angefasten oder zylindrischen Abschnitt der Ventil aufnahmeöffnung (2) erstreckt.

3. Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) als Stufenhülse ausgeführt ist, die im Bereich der Stufe (4) den Ventilsitzkörper (5) trägt.

4. Ventilbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner im Bereich der Stufe (4) ein Filterelement (5) gehalten ist.

5. Ventilbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner im Bereich der Stufe (4) dem Ventilsitzkörper (5) ein Rückschlagventil (13) zugeordnet ist.

6. Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnwandige Hülse (1) im Außendurchmesser an eine Öffnung (8) des Ventilgehäuse (7) derart angepaßt ist, daß eine Befestigung zwischen der Hülse (1) und des Ventilgehäuses (7) zustande kommt.

7. Ventilbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (8) als Stufenbohrung ausgebildet ist.

8. Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnwandige Hülse (1) einteilig ausgeführt ist und einen Bund (9) aufweist, der mit dem dickwandigen Ventilgehäuse (7) kraftschlüssig verbunden ist, wobei sich die Hülse (1) durch das Ventilgehäuse (7) bis zu einem Verschlußteil (10) erstreckt, das an/oder in der weiteren Hülse (9) form- und/oder kraftschlüssig befe stigt ist.

9. Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (7) zur Aufnahme hydraulischer Kräfte als auch zur Einleitung von mechanischen Halte- und/oder Einpreßkräften in den Ventilaufnahmekörper (3) als dickwandiges Drehteil ausgebildet ist.