DE4324781A1 - Elektromagnetventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Elektromagnetventil, insbesondere einem Schalt- oder Druckregelventil für Automatikgetriebe von Kraft­ fahrzeugen, nach der Gattung des Hauptanspruches. Derartige Elektro­ magnetventile sind beispielsweise aus dem DE-GM 90 17 107 bekannt. Zur Ansteuerung der bei derartigen Elektromagnetventilen innerhalb eines Magnetgehäuses angeordneten Magnetspule sind Anschlußkontakte vorgesehen, die über das Magnetgehäuse durchdringende Zuführungen mit der Magnetspule verbunden sind. Das Bestücken der Elektromagnet­ ventile mit den elektrischen Anschlüssen erfolgt zumeist an der dem Ventilanschlußteil gegenüberliegenden Rückseite des Magnetgehäuses oder an dessen Außenumfang. Die Anordnung der elektrischen An­ schlüsse an der Stirnseite des Magnetgehäuses erfordert einen re­ lativ großen fertigungstechnischen Aufwand, da mehrere Bestückungs­ schritte erforderlich sind. Darüberhinaus ist eine derartige stirn­ seitige Anordnung der elektrischen Anschlüsse nicht für alle Anwen­ dungen sinnvoll. Auch die umfangsseitige Anordnung der elektrischen Anschlüsse bedeutet bei herkömmlichen Elektromagnetventilen einen erheblichen fertigungstechnischen Aufwand. Darüberhinaus wird das Magnetgehäuse im Bereich der Zuführungen bei herkömmlichen Elektro­ magnetventilen in erheblichem Maße geschwächt, um durch die Formge­ bung des Magnetmantels bzw. des Magnetgehäuses eine für die Groß­ serienfertigung sinnvolle Bestückung zu ermöglichen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Elektromagnetventil, insbesondere Schalt- oder Druckregelventil für Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß die elektrische Kontaktierung, d. h. die Verbindung der Magnetspule und der elektrischen Anschlüsse erheblich vereinfacht wird und mit einer sehr geringen Zahl von Montageschritten auskommt. Darüberhinaus wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Magnetge­ häuses auch im Bereich der Durchführung zu den elektrischen An­ schlüssen ein großer magnetischer Eisenquerschnitt gewährleistet. Die Schwächung des Magnetgehäuses im Bereich der Zuführung wird mi­ nimiert. Durch eine zylinderförmige Ausbildung der Magnetmantelele­ mente läßt sich das Magnetgehäuse auf besonders einfache Weise her­ stellen bzw. fertigen, da die beiden Einzelelemente leicht ineinan­ dergeschoben werden können. Damit ergibt sich ein gegenüber dem Ein­ zelelement größerer magnetischer Querschnitt und durch die stirn­ seitig offene Ausbildung des Einschnittes wird die Zuführung zu den elektrischen Anschlüssen bzw. zu der Magnetspule beim Ineinander­ schieben umfaßt.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind beide Magnetmantelelemente mit einem Einschnitt versehen. Dadurch läßt sich ein sehr großer Überdeckungsbereich der beiden Magnetman­ telelemente gewährleisten und damit ein großer magnetischer Quer­ schnitt.

Insbesondere wenn der elektrische Anschluß als Druckkontakt ausge­ bildet ist, dessen Kontaktierrichtung mit der Anschlußrichtung des Ventilanschlußteils übereinstimmt, wird der Einbauvorgang des Elek­ tromagnetventils am Einbauort erleichtert, da in einem Arbeits­ schritt die hydraulische und elektrische Verbindung geschaffen wer­ den können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Magnetgehäuse bzw. die Magnetmantelelemente in einen Kunststoffkörper, zum Beispiel aus Spritzkunststoff, eingebettet werden. Damit kann auf fertigungs­ technisch einfache Weise der Magnetraum abgedichtet werden. Weiter­ hin kann eine sehr genaue Zuordnung der elektrischen Anschlüsse zum Ventilanschlußteil gewährleistet werden, da dieser Abstand bzw. diese räumliche Zuordnung durch den Formprozeß bzw. die Einbettung in den Kunststoffkörper sichergestellt ist. Darüberhinaus lassen sich bei der Einbettung des Magnetgehäuses in einen Kunststoffkörper auch Vorsprünge oder Rippen mit anformen, die die elektrischen An­ schlüsse umfassen oder abstützen. Durch die Kunststoffummantelung der Magnetgehäuseelemente werden diese fest und sicher miteinander verbunden, ohne teure und aufwendige Verbindungsvorgänge wie Nieten oder Schweißen erforderlich zu machen. Durch die Einbettung des Magnetgehäuses bzw. der Magnetspule läßt sich die im Betrieb des Elektromagnetventils entstehende Wärme besser ableiten, d. h. im Elektromagnetventil ist eine höhere Leistungsdichte möglich.

Besonders vorteilhaft ist es darüberhinaus, wenn die Magnetmantel­ elemente Durchbrüche aufweisen, von denen sich zumindestens einige im Einbauzustand überdecken. Aufgrund der Einbettung in den Kunst­ stoffkörper werden auch die Durchbrüche mit Kunststoffmasse umfüllt, so daß im Betrieb des Elektromagnetventils keine Lageveränderungen der beiden Einzelteile erfolgen können. Auch eine eventuelle Wärme­ dehnung des Kunststoffes kann damit nicht zu einer Lageveränderung der Eisenteile führen.

Besonders vorteilhaft und preisgünstig ist es, wenn die Magnetman­ telelemente als Tiefziehbauteile hergestellt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung und vorteilhafte Weiterentwicklungen ergeben sich aus der Beschreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Be­ schreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein als Proportionaldruckregelventil ausge­ bildetes erfindungsgemäßes Elektromagnetventil. Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils einen Schnitt durch eines der beiden Magnetmantel­ elemente.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein als Druckregelventil aus gebildetes Elektromagnet­ ventil dargestellt, dessen Magnetgehäuse 10 im wesentlichen aus zwei Magnetmantelelementen 11 und 12 und einem Flußleitring 13 besteht. Das erste Magnetmantelelement 11 ist etwa topfförmig ausgebildet und hat an seinem Boden 14 eine eingezogene, bundartige Öffnung 15. Das zweite Magnetmantelelement 12 ist etwa hülsenförmig ausgebildet und besteht aus zwei Zylinderabschnitten 16 und 17 unterschiedlichen Durchmessers, zwischen denen eine Stufe 18 ausgebildet ist. Der Zylinderabschnitt 17 geringeren Durchmessers ragt in das Innere des ersten Magnetmantelelementes 11 und liegt an dessen Innenseite an. Gleichzeitig liegt die Stufe 18 des zweiten Magnetmantelelementes 12 an der freien Stirnseite des ersten Magnetmantelelementes 11 an. Das erste Magnetmantelelement 11 und das zweite Magnetmantelelement 12 sind in den einander überdeckenden Bereichen mit durchgehenden Boh­ rungen 20 bzw. 21 versehen, die im Einbauzustand miteinander fluch­ ten und von denen die Bohrungen 20 im ersten Magnetmantelelement 11 einen etwas größeren Durchmesser haben.

In das Innere des Magnetgehäuses 10 ist eine Magnetspule 22 samt Spulenkörper 23 eingesetzt. Die Magnetspule 22 und ihr Spulenkörper 23 umfassen einen hohlzylindrischen Magnetkern 24, der einerseits durch die Öffnung 15 im Boden 14 und andererseits bis in den Bereich der Stufe 18 ragt. In den Magnetkern 24 ist eine Einstellschraube 25 eingesetzt, die von einer Längsbohrung 26 durchdrungen ist. Im Be­ reich des Bodens 14 ist die Einstellschraube 25 bzw. die Stirnseite des Magnetkerns 24 von einem Spritzschutzdeckel 27 abgedeckt.

Im Inneren des Magnetkerns 24 ist eine Feder 29 geführt, deren eine Stirnseite sich an der Einstellschraube 25 abstützt, und deren an­ dere Stirnseite an der Unterseite 30 eines Ventilstößels 31 anliegt. Dieser Ventilstößel 31 durchdringt einen scheibenförmigen Magnet­ anker 32 und ist mit diesem verbunden. Der Magnetanker 32 ist im Inneren des Flußleitringes 13 geführt. Dazu liegen am Ventilstößel 31 bzw. an den Stirnseiten des Magnetankers 32 jeweils eine scheibenförmige Membranfeder 33 bzw. 34 an. Mit ihrem jeweiligen Außenumfang liegen die Membranfedern 33 und 34 an den Stirnseiten des Flußleitringes 13 an. Die in der Zeichnung rechte Membranfeder 34 liegt an einem Ring 35 an, der im Inneren des Zylinderabschnittes 16 des zweiten Magnetmantelelementes 12 an der Stufe 18 anliegt. Die in der Zeichnung linke Membranfeder 33 wird durch einen flansch­ artigen Rand 36 eines Ventilanschlußelementes 37 an den Flußleitring 13 gedrückt. Der flanschartige Rand 36 des Ventilanschlußelementes 37 ist in das Innere des Zylinderabschnittes 16 des zweiten Magnet­ mantelelementes 12 eingesetzt und wird durch Umbördeln des freien Randes 38 fest mit dem Magnetmantel 10 verbunden.

Das Ventilanschlußelement 37 ist von einer abgestuften Längsbohrung 40 durchdrungen, in der ein flacher Ventilsitz 41 ausgebildet ist. An diesem Ventilsitz 41 liegt der Ventilstößel 31 mit seiner freien Stirnseite 42 unter der Wirkung der Feder 29 an. Zwischen Ventilsitz 41 und dem flanschartigen Rand 36 ist die Längsbohrung 40 von einer Querbohrung 39 durchdrungen.

Der den Magnetanker 32 aufnehmende Innenraum des Flußleitringes 13 ist gegen das Ventilanschlußelement 37 bzw. die Längsbohrung 40 durch eine Dichtmembran 43 abgedichtet, die einerseits den Ventil­ stößel 31 umfaßt und andererseits zwischen dem flanschartigen Rand 36 des Ventilanschlußelementes 37 und dem Flußleitring 13 einge­ klemmt ist.

Der Magnetmantel 10, d. h. das erste Magnetmantelelement 11 und der Zylinderabschnitt 17 sowie die Stufe 18 des zweiten Magnetmantel­ elementes 12, die Spule 22 und ihr Spulenkörper 23 und der Magnet­ kern 24 sind in einen Kunststoffkörper 44 aus Spritzkunststoff ein­ gebettet. Die Magnetspule 22 ist zur Ansteuerung mit einem außerhalb des Magnetgehäuses 10 befindlichen elektrischen Anschluß 45 über das Magnetgehäuse 10 durchdringende Zuführungen 46 verbunden. Die Zuführungen 46 sind in die Kunststoffmasse des Spulenkörpers 23 ein­ gebunden und werden von den beiden Magnetmantelelementen 11 und 12 umfaßt. Dazu hat das erste Magnetmantelelement 11 an seinem Außen­ umfang einen in der Draufsicht etwa rechteckförmigen Einschnitt 47, der von seiner freien Stirnseite ausgeht. Das zweite Magnetmantel­ element 12 hat im Bereich der Stufe 18 und des Zylinderabschnittes 17 geringeren Durchmessers ebenfalls eine Ausnehmung 48, die von der freien Stirnseite des Zylinderabschnittes 17 ausgeht. Die beiden einseitig offenen Ausnehmungen 47 bzw. 48 in den beiden Magnet­ mantelelementen 11 bzw. 12 umfassen bzw. umschließen im Einbauzu­ stand die Zuführungen 46 bzw. den umgebenden Abschnitt des Spulenkörpers 23.

Die elektrischen Anschlüsse 45 haben einen bogenförmigen, federnden Abschnitt 49, der in einen Kontaktstift 50 übergeht. Der Kontakt­ stift 50 und der bogenförmige Abschnitt 49 sind als Druckkontakt ausgelegt, d. h. die Kontaktierrichtung der elektrischen Anschlüsse 45 entspricht der Kontaktierrichtung des Ventilanschlußelementes 37. Beim Einsetzen des Elektromagnetventils am jeweiligen Einsatzort können somit gleichzeitig die hydraulische Verbindung und der elek­ trische Anschluß hergestellt werden. Durch die Federwirkung des bogenförmigen Abschnittes 49 werden ausreichend hohe Kontaktkräfte des Kontaktstiftes 50 gegenüber den Gegenkontakten gewährleistet. Um die bei der Kontaktierung der elektrischen Anschlüsse 45 auftreten­ den Kräfte bzw. Verformungen aufzufangen, kann am Kunststoffkörper 44 ein Stützelement 51 für die elektrischen Anschlüsse mit angeformt werden.

Zur Montage des Elektromagnetventils werden die beiden Magnetmantel­ elemente 11 und 12 so ineinandergesteckt, daß sie die Magnetspule 22 aufnehmen und den Bereich der Zuführungen 23 durch die Ausnehmungen 47 und 48 umschließen. Die Magnetmantelelemente 11 und 12 und die Magnetspule 22 sowie der Magnetkern 24 werden anschließend in eine Spritzgießform eingelegt und mit dem Kunststoffkörper 44 umspritzt. In das so ausgebildete Magnetgehäuse werden im Bereich des Zylinder­ abschnittes 16 des zweiten Magnetmantelelementes 12 der Ring 35, der Flußleitring 13 mit den Membranfedern 33 und 34 und dem daran be­ festigten Magnetanker 32 samt Ventilstößel 31 eingesetzt, so daß sich der Ring 35 und der Flußleitring 13 am Absatz 18 abstützen. Daran anschließend wird der flanschförmige Rand 36 des Ventilan­ schlußelementes 37 so in den Zylinderabschnitt 16 eingesetzt, daß der Flußleitring 13 und der Ring 35 gegen den Absatz 18 gedrückt werden und gleichzeitig die Dichtmembran 43 eingeklemmt wird. Durch Umbördeln des freien Randes 38 des Zylinderabschnittes 16 wird eine feste Verbindung geschaffen.

Abschließend wird in das Innere des Magnetkerns 24 die Feder 29 so eingesetzt, daß sie am Ventilstößel 31 anliegt und durch die Ein­ stellschraube 25 vorgespannt wird. Die entsprechend den jeweiligen Anforderungen eingestellte Einstellschraube 26 wird anschließend durch den Spritzschutzdeckel 27 verschlossen.

Durch die beschriebene Ausbildung der beiden Magnetmantelelemente 11, 12 ergibt sich trotz der Schlitzung am Außenumfang ein großer magnetischer Eisenquerschnitt, da nur relativ kurze Aussparungen nötig sind und durch die doppelte Wandung ein dicker Querschnitt er­ möglicht wird. Im Verbindungsbereich des Magnetmantels mit dem Ven­ tilanschlußelement ist überhaupt keine Schlitzung im Bereich des Außenumfanges erforderlich, so daß damit eine hohe Festigkeit und Dichtheit der Bördelstelle gewährleistet wird.

Claims (8)

1. Elektromagnetventil, insbesondere Schalt- oder Druckregelventil für Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Magnetgehäuse (10) zur Aufnahme einer Magnetspule (22) samt Spulenkörper (23), die über einen Magnetanker (32) mit einem Ventilglied (31) zusammen­ wirken, und mit einem am Magnetgehäuse (10) befestigten Ventilan­ schlußteil (37), wobei die elektrischen Anschlüsse (45) zur An­ steuerung der Magnetspule (22) außerhalb des Magnetgehäuses (10) an­ geordnet sind und über durch das Magnetgehäuse führende Zuführungen (46) mit der Magnetspule (22) verbunden sind, dadurch gekennzeich­ net, daß das Magnetgehäuse (10) zumindestens aus einem ersten Magnetmantelelement (11) und einem dieses zumindestens teilweise überdeckenden zweiten Magnetmantelelement (12) besteht, und daß wenigstens eines der Magnetmantelelemente eine Ausnehmung (47, 48) aufweist, durch die die Zuführungen (46) zu den elektrischen An­ schlüssen (45) ragen.

2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetmantelelemente (11, 12) zylinderförmig ausgebildet sind, und daß die Ausnehmung (47, 48) am Außenumfang des jeweiligen Magnetmantelelementes ausgebildet und stirnseitig offen ist.

3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß beide Magnetmantelelemente (11, 12) mit jeweils einer Aus­ nehmung (47, 48) versehen sind.

4. Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (45) als Druckkontakt ausgebildet sind, deren Kontaktierrichtung mit der Anschlußrichtung des Ventilanschlußelementes (37) übereinstimmt.

5. Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magnetmantelelemente (11, 12) in einen Kunst­ stoffkörper (44) eingebettet sind.

6. Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magnetmantelelemente (11, 12) Öffnungen (20, 21) aufweisen, von denen sich zumindestens einige im Einbauzustand überdecken.

7. Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindestens eines der Magnetmantelelemente (11, 12) als Tiefziehbauteil ausgebildet ist.

8. Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ventilanschlußelement (37) durch eine Bördel­ verbindung mit einem der Magnetmantelelemente (11, 12) verbunden ist.