DE19921875B4

DE19921875B4 - Elektromagnetisch betätigtes Ventil

Info

Publication number: DE19921875B4
Application number: DE1999121875
Authority: DE
Inventors: Franz Neuhauser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: DE19921875A1

Abstract

Elektromagnetisch betätigtes Ventil (10), insbesondere für schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einer magnetisch wirksame Elemente, wie Anker (21) und Magnetkern (24), eines fluidführenden Teils (11) des Ventils (10) enthaltenden Hülse (13) aus nicht magnetisierbarem Metall, an deren Boden (14) ein Ventilsitz (16) für den Angriff eines ankerbetätigten Schließgliedes (22) ausgebildet ist, und mit einem eine Spule (40) aufweisenden elektrischen Teil (12) des Ventils (10), der auf den fluidführenden Teil (11) aufgesteckt ist und mit einer magnetflußleitenden Jochscheibe (42) die Hülse (13) umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Hülse (13) im von der Jochscheibe (42) umschlossenen Bereich vermindert und die Wandstärkenminderung durch ein zwischen der Hülse (13) und der Jochscheibe (42) einliegendes Werkstück (43) aus magnetischem Werkstoff ausgeglichen ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigten Ventil nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Es ist schon ein solches Ventil für die Verwendung in schlupfgeregelten hydraulischen Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen bekannt ( DE 40 30 963 A1 ). Die beim bekannten Ventil verwendete Hülse besteht aus homogenem, nicht magnetisierbarem Stahl und beeinträchtigt die Magnetflußleitung zwischen dem innerhalb der Hülse längsgeführten Anker und der die Hülse umschließenden Jochscheibe. Aus Festigkeitsgründen sowie aus Gründen der Formsteifheit insbesondere des Bodens der Hülse (die Hülse ist Drücken von weit über 100bar ausgesetzt) ist deren Wandstärke nicht beliebig verminderbar, um den Magnetkreis des Ventils widerstandsarm auszubilden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem elektromagnetisch betätigten Ventil mit formsteifer Hülse den magnetischen Widerstand des Magnetkreises zu verringern. Diese Aufgabe löst ein Ventil entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß unter Berücksichtigung ausreichender Festigkeit der Hülse deren magnetischer Widerstand im flußleitenden Bereich zwischen ... dem Anker und der Jochscheibe verringert ist, im übrigen aber die Hülse mit einer Wandstärke ausgebildet ist, welche ihre Formsteifheit sicherstellt. Dies ist insbesondere im Bereich des Bodens der Hülse wichtig, weil dort der Ventilsitz ausgeformt ist. Druckabhängige Schwankungen des Ventilhubs werden somit vermieden. Aufgrund des verminderten Widerstands des Magnetkreises kann im Vergleich zum bekannten Entwicklungsstand die Baugröße des elektrischen Teils des Ventils verkleinert werden. Außerdem ist es aus Fertigungsgründen vorteilhaft, die Wandstärkenminderung der Hülse auf den Bereich der Jochscheibe zu beschränken, im übrigen aber die Hülse nicht zu schwächen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 beschriebenen Ventils gegeben.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 einen Längsschnitt eines elektromagnetisch betätigten Ventils mit einer wandstärkengeminderten Hülse und 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1 durch die im wandstärkengeminderten Bereich von einer Buchse umgriffene Hülse.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Ein in 1 der Zeichnung dargestelltes elektromagnetisch betätigtes Ventil 10 besteht im wesentlichen aus zwei Baugruppen, nämlich einem fluidführenden Teil 11 und einem elektrischen Teil 12. Der fluidführende Teil 11 weist eine dünnwandige Hülse 13 aus einem nicht magnetisierbaren Metall, wie nichtrostender Edelstahl, auf. Die Hülse 13 hat einen Boden 14 mit einem mittigen Durchlaß 15, an dem hülseninnenseitig ein Ventilsitz 16 eines Sitzventils 17 ausgebildet ist. Im Bereich des Sitzventils 17 ist die Hülse 13 umfangsseitig mit einem Durchbruch 18 versehen.
In der Hülse 13 ist ein längsbewegbarer Anker 21 geführt, an dem bodenseitig ein kugelförmiges Schließglied 22 befestigt ist, welches mit dem Ventilsitz 16 des Sitzventils 17 zusammenwirkt. Der Anker 21 ist mit einer vorgespannten Rückstellfeder 23 an einem bodenabgewandt in die Hülse 13 eingeführten Magnetkern 24 abgestützt. Am mündungsseitigen Endabschnitt der Hülse 13 ist diese mit dem Magnetkern 24 durch eine umlaufende Schweißnaht 25 flüssigkeitsdicht verschweißt. Die Schweißnaht 25 liegt in einem Bereich der Hülse 13, in dem deren Wandstärke spanend oder spanlos vermindert ist. Die außenumfangsseitig der Hülse 13 vorgenommene Wandstärkenminderung stellt sicher, daß die Schweißnaht 25 nicht über den Außendurchmesser der Hülse hinaus aufträgt.
Die Hülse 13 ist an ihrem bodenseitigen Abschnitt außenumfangsseitig mit einem ringförmigen Befestigungsflansch 28 versehen. Dieser weist winkelförmigen Querschnitt auf und erstreckt sich mit einem Schenkel 29 entlang dem Außenumfang der Hülse 13. Der Schenkel 29 des Befestigungsflansches 28 ist durch eine Schweiß- oder Lötnaht 30 mit der Hülse 13 verbunden. Der andere Schenkel 31 des Befestigungsflanschs 28 erstreckt sich in einer Radialebene zu der Hülse 13 und ist auf einem Absatz 32 einer abgestuften Aufnahmebohrung 33 eines Ventilblocks 34 abgestützt, in welcher der fluidführende Teil 11 mit dem bodenseitigen Abschnitt der Hülse 13 aufgenommen ist. Der Schenkel 31 des Befestigungsflanschs 28 ist mit vom Mündungsrand der Aufnahmebohrung 33 verdrängtem Werkstoff des Ventilblocks 34 flüssigkeitsdicht übergriffen. Ein bodenseitig in der Aufnahmebohrung 33 aufgenommenes Formteil 35 dient der Führung und Filterung von Fluid, welches dem Ventil 10 durch Kanäle 36 und 37 des Ventilblocks 34 zu- und abführbar ist.
Der elektrische Teil 12 des Ventils ist auf den aus dem Ventilblock 34 aufragenden Abschnitt des fluidführenden Teils 11 aufgesteckt. Der elektrische Teil 12 weist eine Spule 40 auf, welche die Hülse 13 des fluidführenden Teils 11 passend umgreift. Die Spule 40 ist von einer Jochhülse 41 umschlossen, welche stirnseitig zum Magnetkern 24 geführt ist und diesen an seinem aus der Hülse 13 herausragenden Abschnitt umgreift. Gegen den Ventilblock 34 ist die Spule 40 durch eine in die Jochhülse 41 eingepreßte Jochscheibe 42 verschlossen. Wie man aus 1 der Zeichnung deutlich erkennt, ist die Wandstärke der Hülse 13 im von der Jochscheibe 42 umschlossenen Bereich deutlich vermindert. Die Wandstärkenminderung ist axial breiter als die Dicke der Jochscheibe 42. Die Wandstärkenminderung der Hülse 13 ist außenumfangsseitig durch ein spanloses Bearbeitungsverfahren, wie Rollieren, oder ein spanendes Bearbeitungsverfahren, wie Schleifen, erzeugt. Die Wandstärkenminderung der Hülse 13 ist durch ein zwischen dieser und der kreisringförmigen Jochscheibe 42 einliegendes Werkstück aus magnetischem Werkstoff in Form einer die Hülse umgreifenden Buchse 43 ausgeglichen. Vorteilhafterweise besteht die Buchse 43 aus einem Stahlblechstreifen, der zu der in 2 dargestellten Kreisringform gerollt ist und dessen Endabschnitte unverbunden sind. Dadurch ist die Buchse 43 elastisch aufweitbar und kann vor der Montage des elektrischen Teils 12 des Ventils 10 auf die Hülse 13 aufgeschoben und in die Wandstärkenminderung der Hülse gefügt werden, welche die Form einer außen umlaufenden Nut 44 hat, in welche die Buchse 43 mit Vorspannung passend eingreift. Da die Buchse 43 breiter als die Jochscheibe 42 ist, übergreift sie diese bei montiertem elektrischen Teil 12. Die Buchse 43 gleicht wenigstens die Wandstärkenminderung der Hülse 13 aus, damit die Jochscheibe 42 zwangfrei über den spulenseitigen Abschnitt der Hülse 13 geschoben werden kann.
Durch Bestromung der Spule 40 ist das Sitzventil 17 in die Offenstellung überführbar. Bei stromdurchflossener Spule 40 verläuft der Magnetkreis des Ventils 10 durch die aus magnetischem Werkstoff bestehenden Bauteile Jochhülse 41, Magnetkern 24, Anker 21, Buchse 43, Jochscheibe 42 sowie durch den Luftspalt zwischen Magnetkern und Anker und den wandstärkengeminderten Bereich der aus nicht magnetisierbarem Metall bestehenden Hülse 13. Erfindungsgemäß ist durch die Wandstärkenminderung der Hülse 13 der dort auftretende Teilwiderstand des magnetischen Kreises relativ gering. Da der bodenseitige Abschnitt der Hülse 13 und insbesondere der Boden 14 selbst in der Wandstärke ungemindert ist, weist diese im genannten Bereich eine hohe Formsteifheit auf.
Abweichend vom Ausführungsbeispiel kann es bei einer sehr starken Wandstärkenminderung der Hülse 13 erforderlich sein, die Büchse 43 aus Federstahlblech zu fertigen, damit diese bei der Montage entsprechend stark aufgeweitet werden kann und beim Erreichen der Nut 44 sich in diese spaltfrei zur Hülse 13 schmiegt.
Außerdem ist es möglich, die Hülse 13 im gesamten aus dem Ventilblock 14 herausragenden Abschnitt, also bis zur magnetkernseitigen Stirnseite in der Wandstärke zu mindern. Da die Schweißnaht 25 zu einem Materialauftrag über den Außendurchmesser der Hülse 13 hinaus führt, ist es auch bei einer derartigen Ausgestaltung vorteilhaft, im Bereich der Jochscheibe 42 eine Buchse 43 aus magnetischem Werkstoff auf die Hülse 13 aufzuziehen. Hierdurch kann der Innendurchmesser der Jochscheibe 42 auf ein Maß vergrößert werden, welches ein durch die Schweißnaht 25 unbehindertes Aufstecken des elektrischen Teils 12 auf den fluidführenden Teil 11 des Ventils 10 ermöglicht.

Claims

Elektromagnetisch betätigtes Ventil (10), insbesondere für schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einer magnetisch wirksame Elemente, wie Anker (21) und Magnetkern (24), eines fluidführenden Teils (11) des Ventils (10) enthaltenden Hülse (13) aus nicht magnetisierbarem Metall, an deren Boden (14) ein Ventilsitz (16) für den Angriff eines ankerbetätigten Schließgliedes (22) ausgebildet ist, und mit einem eine Spule (40) aufweisenden elektrischen Teil (12) des Ventils (10), der auf den fluidführenden Teil (11) aufgesteckt ist und mit einer magnetflußleitenden Jochscheibe (42) die Hülse (13) umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Hülse (13) im von der Jochscheibe (42) umschlossenen Bereich vermindert und die Wandstärkenminderung durch ein zwischen der Hülse (13) und der Jochscheibe (42) einliegendes Werkstück (43) aus magnetischem Werkstoff ausgeglichen ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück eine die Hülse (13) umgreifende Buchse (43) aus Stahl ist.
Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (43) aus einem Blechstreifen geformt ist, dessen Endabschnitte unverbunden sind.
Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärkenminderung der Hülse (13) in Form einer außen umlaufenden Nut (44) ausgebildet ist, in welche die Buchse (43) mit Vorspannung eingreift.
Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (43) breiter als die Jochscheibe (42) ist und diese beidseitig überragt.