DE69512433T2

DE69512433T2 - Elektromagnetventil für hydraulisch betätigte bremssysteme mit schlupfregelung

Info

Publication number: DE69512433T2
Application number: DE69512433T
Authority: DE
Inventors: Gary Burrell; Michael Kayser; Stuart Kinkade
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH; ITT Industries Inc
Current assignee: TDK Micronas GmbH; ITT Inc
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2015-07-11
Also published as: EP0794886B1; DE69512433D1; WO1996017756A1; EP0794886A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Elektromagnetventile und insbesondere auf solche Elektromagnetventile, die in hydraulisch betätigten Bremssystemen mit Schlupfregelung Verwendung finden.
Bei einer bekannten Elektromagnetventilanordnung verschließt ein Deckel das eine Ende einer Bohrung in einem Ventilgehäuse. Der Ventildeckel weist einen sich nach unten in die Bohrung erstreckenden Abschnitt auf. Eine Bohrung im Deckel definiert zusammen mit der Bohrung im Gehäuse einen axialen Hohlraum. Ein Ventilstößel und ein Magnetanker, die miteinander verbunden sind, um sich als Einheit zu bewegen, sind gleitend in dem Hohlraum angeordnet. Eine Magnetspule umgibt einen Teil des Deckels, wobei der Deckel als Magnetkern dient. Ein Nachteil der oben beschriebenen Anordnung ist, dass sie das Eindringen von Metallspänen oder Metallabsplitterungen und anderen unerwünschten Bruchstücken in den gleitenden Abschnitt des Ventils während des Zusammenbaus ermöglicht. Besonders anfällig für solche Verschmutzungen ist das Ventil nach dem Installieren des Ventilstößels und des Ankers, aber noch vor dem Installieren des Ventildeckels. Selbst die Montage des Ventildeckels bedeutet eine Gefahr, dass unerwünschte Bruchstücke eindringen. Der Ventildeckel kann Absplitterungen aufweisen, die bei seiner Formgebung entstanden sind.
Aus DE-A-43 13 384 ist ein Elektromagnetventil zur Verwendung bei hydraulisch betätigten Bremsanlagen bekannt, das ein Ventilgehäuse mit einer darin befindlichen und darin eine Achse definierenden Stufenbohrung und einer generell zylindrischen Ventilhülse mit einem offenen Endabschnitt und einem geschlossenen Endabschnitt aufweist, wobei der offene Endabschnitt über einem ersten Bohrungsabschnitt angeordnet ist und einen Hohlraum definiert. In dem Hohlraum ist ein Magnetkern befestigt. Ein Magnetanker ist gleitend in dem Hohlraum angeordnet. Ein Ventilstößel steht mit dem Anker zwecks Bewegung zwi schen einer offenen und einer geschlossenen Stellung in Eingriff. Eine Magnetspule ist im Ventilgehäuse angeordnet. Ein Ventildeckel befindet sich an einem Ende des Gehäuses und verschließt die Bohrung. Die Ventilhülse durchdringt den Ventildeckel und sorgt für einen Magnetfluss zwischen dem Kern in der Ventilhülse und dem Ventildeckel.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein neugestaltetes Ventil mit einem verbesserten Befestigungsmittel für die Ventilhülse zu schaffen.
Die einzige Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Magnetventils. Ein Elektromagnetventil 10 weist ein Ventilgehäuse 12 mit einer Stufenbohrung 14 auf. Die Bohrung 14 definiert eine Achse 16, um die mehrere Abschnitte der Bohrung 14 zentriert sind. Die Bohrung weist einen ersten Abschnitt 18 mit einem ersten Durchmesser, einen zweiten Abschnitt 20 mit einem zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist, und einen dritten Abschnitt 22 mit einem dritten Durchmesser auf, der größer als der zweite Durchmesser ist. Der erste Abschnitt 18 der Bohrung mündet in den zweiten Abschnitt 20, der in den dritten Abschnitt 22 der Bohrung 14 mündet. Der dritte Abschnitt 22 der Bohrung 14 befindet sich an einem ersten Endabschnitt 24 des Ventilgehäuses 12. Der erste Abschnitt 18 der Bohrung 14 ist vom ersten Endabschnitt 24 des Ventilgehäuses 12 am weitesten entfernt. Eine erste hydraulische Flüssigkeitsleitung 26 führt von einem zweiten Endabschnitt 28 des Gehäuses 12 in den ersten Abschnitt 18 der Bohrung 14. Eine zweite hydraulische Flüssigkeitsleitung 30 führt von einer Seite 31 des Ventilgehäuses 12 zum ersten Bohrungsabschnitt 18. Ein Ventilsitz 32 befindet sich an einem Boden des ersten Abschnitts 18 der Bohrung 14 über der ersten hydraulischen Flüssigkeitsleitung 26. Ein Ventilstößel 34 ist teilweise im ersten Abschnitt 18 der Bohrung 14 entlang der Bohrungsachse 16 angeordnet. Eine Spitze des Ventilstößels 34 steht in einer in der Figur gezeigten geschlossenen Stellung in Wirkeingriff mit dem Ventilsitz 32 und versperrt somit die Flüssigkeitsverbindung zwischen der ersten hydraulischen Flüssigkeitsleitung 26 und der zweiten hydraulischen Leitung 30.
Ein aus magnetisch durchlässigem Material gebildeter Magnetanker 36 ist am Ventilstößel 34 befestigt. Mehrere umlaufende Nuten auf dem Ventilstößel 34 stehen mit dem Anker 36 derart in Eingriff, dass sich der Stößel 34 und der Anker 36 als Einheit bewegen.
Eine Ventilhülse 38 ist im wesentlichen geschossförmig oder zylindrisch und weist einen geschlossenen Endabschnitt und einen entgegengesetzten offenen Endabschnitt auf. Die Ventilhülse 38 ist über dem ersten Abschnitt 18 der Bohrung 14 angeordnet und definiert darin einen Hohlraum 39. Der Ventilstößel 34 und der Magnetanker 36 sind gleitend in dem Hohlaum 39 angeordnet. Ein ebenfalls aus magnetisch durchlässigem Material gebildeter Magnetkern 40 ist in dem geschlossenen Endabschnitt der Ventilhülse 38 angeordnet. Der Magnetkern 40 weist eine zentrale durch ihn hindurchgehende Stufenbohrung 42 auf.
Mit einem Ende ist eine Rückstellfeder 44 in der Stufenbohrung 42 des Kerns 40 gegen eine im Kern 40 durch die Stufenbohrung 42 definierte Schulter angeordnet, und mit einem zweiten Ende ist sie gegen den Magnetanker 36 angeordnet. Ein oberes Ende des sich über den Anker 36 hinaus erstreckenden Ventilstößels 34, ist in der Stufenbohrung 42 angeordnet und wird von der Rückstellfeder 44 umgeben. Die Rückstellfeder 44 spannt den Anker 36 vom Kern 42 weg vor und drückt damit die Spitze des Ventilstößels 34 gegen den Ventilsitz 32. Wenn der Ventilstößel 34 aufsitzt, sind der Kern 42 und der Anker durch einen Spalt 45 getrennt.
Der Kern 40 weist eine umlaufende Nut 46 auf. Die Ventilhülse 38 weist mindestens eine sich in die umlaufende Nut 46 hineinwölbende Vertiefung 48 auf, um den Kern 40 am Ende der Hülse 38 zu halten.
Eine Buchse 50 ist im Ventilgehäuse 12 an einem Boden des ersten Abschnitts 18 der Bohrung 14 eingesetzt. Die Buchse 50 besitzt einen Innendurchmesser, der im wesentlichen dem Durchmesser des ersten Abschnitts 18 der Bohrung 14 gleich ist. Eine Außenfläche der Buchse 50 definiert eine nach oben gerichtete kegelstumpfförmige Fläche 52. Der offene Endabschnitt der Ventilhülse 38 weist eine zur Form der kegelstumpfförmigen Fläche 52 komplementäre Form auf und ist darüber angeordnet. Ein Abschnitt des Gehäuses 12 um die Buchse 50 und die Hülse 38 ist im Kaltverfahren geformt, und sorgt für eine Lippe über dem offenen Endabschnitt der Hülse 38. Die Lippe drückt gegen den offenen Endabschnitt der Hülse 38 und hält die Hülse in Eingriff mit der kegelstumpfförmigen Fläche 52 der Buchse 50. Es ist leicht ersichtlich, dass die gleitenden Teile des Elektromagnetventils 10 in dem zwischen der Hülse 38 und dem Gehäuse 12 gebildeten Hohlraum 39 angeordnet sind. Die Hülse 38 sorgt für einen hohen Schutz für die darin befindlichen Teile vor irgendwelchen nachträglich eingedrungenen Bruchstücken wie Metallsplittern oder dergl., die bei nachfolgenden Montagearbeiten potentiell eindringen können. Solche Bruchstücke können zwischen dem Anker 36 und dem ersten Bohrungsabschnitt 18 landen und zum Steckenbleiben des Ankers 36 führen.
Eine ringförmige Magnetspule 54 wird über die Ventilhülse 38 im zweiten Abschnitt 20 der Bohrung 14 gesetzt. Der Begriff Spule 54 schließt jegliches Gestell oder Gefüge zuzüglich zu den Spulenwindungen mit ein. Ein elektrisches Anschlussstück 56 der Spule 54 erstreckt sich von der Spule 54 und wird durch den Schlitz 58 im ersten Endabschnitt 24 des Gehäuses 12 zu einer Außenseite des Gehäuses 12 geführt.
Ein Ventilabschlussdeckel 60 ist im dritten Abschnitt 22 der Bohrung 14 angeordnet. Der Abschlussdeckel 60 wird dadurch im Gehäuse 12 gehalten, dass der erste Endabschnitt 24 des Gehäuses 12 kaltgeformt ist und eine über einem Außenumfang des Deckels 60 angeordnete Lippe 62 bildet. Der Deckel 60 weist eine Bodenfläche auf, die eine Ringfläche 64 umfasst, die sowohl mit einer Schulter des Gehäuses 12 und einer oberen Fläche der Spule 54 in Eingriff kommt. Ein Stöpselabschnitt 66 des Deckels 60 ragt von der Ringfläche 64 axial nach unten vor. Der Stöpselabschnitt 66 erstreckt sich in die Magnetspule 54 und hilft, die Spule im zweiten Abschnitt 20 der Bohrung 14 zu zentrieren. Der Stöpselabschnitt 66 weist eine halbkugelförmige Sitzfläche 68 auf, die mit dem geschlossenen Ende der Ventilhülse 38 in Eingriff steht, die eine ähnliche Form aufweist. Der Deckel 60 hilft, sowohl die ringförmige Magnetspule 54 und die Hülse 38 im Ventil 12 zu halten.
Das Ventil 10 ist ein normalerweise geschlossenes Ventil. Die Rückstellfeder 44 spannt den Stößel in die geschlossene Stellung vor. Die Erregung des Magnetventils bewirkt, dass der Anker 36 und der Stößel 34 zum Kern 40 in eine offene Position gezogen werden, in welcher sich die Spitze des Stößels 40 in einem Abstand zum Sitz 32 befindet.
In bekannten Ventilen, zu denen die vorliegende Erfindung eine Verbesserung bietet, gibt es die Hülse 38 mit geschlossenem Ende nicht und sind der Deckel 60 und der Kern 40 als integrales Stück ausgebildet. Das hier aufgezeigte Ventil bedeutet für die Fertigung des Ventils Extra-Teile und Extra- Montagevorgänge, wovon man typischerweise erwarten würde, dass dies zu einer Reduzierung der Ventilsicherheit führt. Jedoch ist die Netto-Auswirkung auf die Ventilsicherheit genau umgekehrt: Die Abschirmung des gleitenden Stößels und des gleitenden Ankers bietet eine merkliche Erhöhung bei der Sicherheit des Ventilbetriebs.
Andere Aspekte, Zielstellungen und Vorteile dieser Erfindung werden durch ein Studium der Zeichnungen, der erfindungsoffenbarenden Beschreibung und der anhängenden Patentansprüche deutlich.

Claims

1. Ein Elektromagnetventil (10) zur Verwendung bei hydraulisch betätigten Bremssystemen, das:

ein Ventilgehäuse (12) mit einer darin befindlichen und darin eine Achse (16) definierenden Stufenbohrung (14);

eine im allgemeinen zylindrische Ventilhülse (38) mit einem geschlossenen Endabschnitt und einem entgegengesetzten offenen Endabschnitt, wobei der offene Endabschnitt über einem ersten Abschnitt (18) der Bohrung (14) angeordnet ist und einen Hohlraum (39) darin definiert;

einen Magnetanker (36), der gleitend in dem Hohlraum (39) zwecks darin erfolgender Axialbewegung angeordnet ist;

einen mit dem Magnetanker (36) zur Bewegung mit ihm zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung in Eingriff stehenden Ventilstößel (34);

einen im Hohlraum (39) angeordneten Magnetkern (40);

eine zwischen dem Magnetanker (36) und dem Magnetkern (40) für einen Wirkeingriff angeordnete Feder (44);

eine im Ventilgehäuse (12) angeordnete und die Ventilhülse (38) umgrenzende ringförmige Magnetspule (54); und

einen Ventildeckel (60) umfasst, der an einem Endabschnitt (24) des Ventilgehäuses (12) angeordnet ist und dadurch die Bohrung (14) verschließt, wobei eine Sitzfläche (68) am Boden des Ventildeckels (60) mit dem geschlossenen Ende der Ventilhülse (38) in Eingriff steht und die Ventilhülse (38) im Ventilgehäuse (12) hält.

2. Ein Elektromagnetventil nach Anspruch 1, wobei der Ventildeckel (60) mit der Magnetspule (54) in Eingriff steht.

3. Ein Elektromagnetventil nach Anspruch 1, wobei der Ventildeckel (60) mit der Ventilhülse (38) in Eingriff steht.

4. Ein Elektromagnetventil nach Anspruch 1, wobei der Ventildeckel (60) eine ringförmige Eingriffsfläche, die mit dem den Magnetkern (40) abdeckenden Abschnitt der Ventilhülse (38) in Eingriff kommt, und eine als Aussparung ausgebildete Sitzfläche (68) aufweist, die mit dem geschlossenen Ende der Ventilhülse (38) in Eingriff steht.

5. Ein Elektromagnetventil (10) zur Verwendung bei hydraulisch betätigten Bremssystemen nach Anspruch 1, das:

ein Ventilgehäuse (12) mit einer Stufenbohrung (14), die von einem ersten Endabschnitt (24) des Ventilgehäuses (12) aus in das Ventilgehäuse (12) eintritt und darin eine Achse (16) der Bohrung (14) und sowohl einen ersten Abschnitt (18) der Bohrung (14) und einen zweiten Abschnitt (20) der Bohrung (14) mit größerem Durchmesser definiert, wobei der zweite Abschnitt (20) der Bohrung (14) dichter zum ersten Endabschnitt (24) des Ventilgehäuses (12) hin gelegen ist als der erste Abschnitt (18) der Bohrung (14);

einen mit dem Ventilsitz (32) im Ventilgehäuse (12) in Wirkeingriff stehenden Ventilstößel (34);

einen fest im Hohlraum (39) angeordneten Magnetkern (40);

eine im zweiten Teil der Stufenbohrung (14) des Ventilgehäuses (12) angeordnete und die Ventilhülse (38) umgrenzende ringförmige Magnetspule (54);

und einen Ventildeckel (60) umfasst, der mit dem Ventilgehäuse (12) am ersten Endabschnitt (24) des Ventilgehäuses (12) in Eingriff steht und größenmäßig so konstruiert ist, dass er die Bohrung (14) verschließt.

6. Ein Elektromagnetventil nach Anspruch 5, wobei der Ventildeckel (60) mit der Magnetspule (54) in Eingriff steht.

7. Ein Elektromagnetventil nach Anspruch 5, wobei der Ventildeckel (60) mit der Ventilhülse (38) in Eingriff steht.

8. Ein Elektromagnetventil nach Anspruch 5, wobei der Ventildeckel (60) eine ringförmige Eingriffsfläche, die mit dem den Magnetkern (40) abdeckenden Abschnitt der Ventilhülse (38) in Eingriff steht, und eine als Aussparung ausgebildete Sitzfläche (68) aufweist, die mit der Ventilhülse (38) in Eingriff steht.