Ventilanker für ein Magnetventil und Ventilpatrone für ein Magnetventil Die Erfindung geht aus von einem Ventilanker für ein Magnetventil nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 und von einer zugehörigen Ventilpatrone für ein Magnetventil nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 10. Aus dem Stand der Technik sind stromlos offene oder geschlossene Magnetventile bekannt, welche beispielsweise als Einlassventile oder Auslassventile in einem Hydraulikaggregat eines Fahrzeugbremssystems eingesetzt werden. Über das Hydraulikaggregat können Steuer- und/oder Regelvorgänge in einem Anti- blockiersystem (ABS) oder einem Antriebsschlupfregelsystem (ASR-System) oder einem elektronischen Stabilitätsprogrammsystem (ESP-System) für den

Druckaufbau bzw. Druckabbau in korrespondierenden Radbremszangen durchgeführt werden. Solche Magnetventile umfassen eine Magnetbaugruppe und eine Ventilpatrone, welche einen Polkern, eine mit dem Polkern verbundene Führungshülse, einen innerhalb der Führungshülse gegen die Kraft einer Rückstell- feder zwischen einer Geschlossenposition und einer Offenposition axial beweglich geführten Ventilanker mit einem Schließelement und einen mit der Führungshülse verbundene Ventilhülse mit einem Ventilsitz umfasst. Der Ventilsitz ist zwischen mindestens einer ersten Strömungsöffnung und mindestens einer zweiten Strömungsöffnung angeordnet. Das Schließelement wirkt in der

Geschlossenstellung dichtend mit dem Ventilsitz zusammen und unterbricht eine

Fluidströmung zwischen der mindestens einen ersten Strömungsöffnung und der mindestens einen zweiten Strömungsöffnung. In der Offenstellung ist das Schließelement vom Ventilsitz abgehoben und ermöglicht die Fluidströmung zwischen der mindestens einen ersten Strömungsöffnung und der mindestens einen zweiten Strömungsöffnung. Durch die Bestromung der Magnetbaugruppe wird eine Magnetkraft erzeugt, welche den Ventilanker mit dem Schließelement bei einem unbestromt offenen Magnetventil von der Offenstellung in die

Geschlossenstellung bewegt bis das Schließelement auf den korrespondierenden Ventilsitz trifft und diesen abdichtet. Im unbestromten Zustand bewegt die Rückstellfeder den Ventilanker mit dem Schließelement und das Schließelement hebt vom Ventilsitz ab und gibt diesen frei. Bei einem unbestromt geschlossenen Magnetventil wird der Ventilanker mit dem Schließelement durch die Bestromung der Magnetbaugruppe von der Geschlossenstellung in die Offenstellung bewegt und das Schließelement hebt aus dem Ventilsitz ab und gibt diesen frei. Wird der Strom abgeschaltet, dann bewegt die Rückstellfeder den Magnetanker mit dem

Schließelement in Richtung Ventilsitz bis das Schließelement auf den Ventilsitz trifft und diesen abdichtet. Die beschriebenen Magnetventile erzeugen ein so genanntes Schließgeräusch, wenn das Schließelement, welches einen gehärteten Schließkörper umfasst, welcher beispielsweise als Stahlkugel ausgeführt ist, auf den ebenfalls aus gehärtetem Stahl bestehenden Ventilsitz trifft.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2007 051 557 AI wird beispielsweise ein stromlos geschlossenes Magnetventil für eine schlupfgeregelte, hydraulische Fahrzeugbremsanlage beschrieben. Das Magnetventil umfasst einen auch als Ventilpatrone bezeichneten hydraulischen Teil, welcher teilweise in einer abgestuften Bohrung eines Ventilblocks angeordnet ist, und einen elektrischen Teil, welcher im Wesentlichen aus einer Magnetbaugruppe gebildet ist, welche auf den aus dem Ventilblock ragenden Teil der Ventilpatrone aufgesteckt ist. Die Magnetbaugruppe umfasst einen Spulenkörper mit einer elektrischen Wicklung, einen magnetflussleitenden Spulenmantel und eine magnetflussleitende Ringscheibe. Der hydraulische Teil weist eine Führungshülse auf, welche an ihrem dem elektrischen Teil zugewandten Ende mit einem eingepressten und fluiddicht verschweißten Polkern verschlossen ist. In der Führungshülse ist ein längsverschiebbarer Anker aufgenommen, welcher mit einer Rückstellfeder am Polkern abgestützt ist. Polkernabgewandt weist der Anker einen in einer Vertiefung angeordneten kugelförmigen Schließkörper auf. Am polkernabgewandten Ende ist in die Führungshülse eine topfförmige Ventilhülse mit einem zylindrischen Mantel und einem Boden eingepresst. Die Ventilhülse weist am Boden einen Durchgang sowie einen hohlkegelförmigen Ventilsitz auf, welcher mit dem Schließkörper ein Sitzventil ausbildet. Mit dem Sitzventil ist eine Fluidverbindung zwischen dem Durchgang am Boden der Ventilhülse und mindestens einem Durchgang im Mantel der Ventilhülse schaltbar ausgeführt. Zudem ist außen am Mantel der Ventilhülse ein Radialfilter angeordnet, um Schmutzpartikel aus der Fluidströmung zu filtern. Die Führungshülse kann mittels einer Befestigungsbuchse in der Stufenbohrung des Ventilblocks verstemmt werden.

Offenbarung der Erfindung

Der erfindungsgemäße Ventilanker für ein Magnetventil mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und die korrespondierende Ventilpatrone für ein Magnetventil mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die Modifikation des Ventilankers das beim Schließen auftretende Schließgeräusch reduziert und im optimalen Fall sogar nahezu vollständig unterbunden werden kann. Durch den Einsatz eines elastischen Dämpfungselements zwischen Schließkörper und Ventilanker kann der Impuls beim Auftreffen des Schließkörpers auf den Ventilsitz gedämpft werden, so dass der Körperschall im System in vorteilhafter Weise reduziert werden kann.

Somit tragen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Verbesserung des NVH-Verhaltens (NVH: Noise Vibration Harshness, deutsch: Geräusch, Vibration, Rauheit) des Fahrzeugs bei, indem die beim Schließen des Magnetventils entstehenden störenden Geräusche gemindert und bestenfalls ganz vermieden werden. Dadurch ist es möglich das Fahrzeugbremssystem als Ein- Box- System auszuführen und das Hydraulikaggregat direkt mit der Spritzwand des Fahrzeugs zu verschrauben, da keine störenden Schließgeräusche in den Innenraum gelangen können.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Ventilanker für ein Magnetventil zur Verfügung, an dessen einem Ende eine Vertiefung angeordnet ist, welche ein mit einem Ventilsitz zusammenwirkendes Schließelement mit einem Schließkörper aufnimmt. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Schließkörper und der Vertiefung ein elastisches Dämpfungselement angeordnet, welches einen beim Auftreffen des Schließkörpers auf dem Ventilsitz entstehenden Impuls dämpft. Zudem wird eine Ventilpatrone für ein Magnetventil mit einem Polkern, einer mit dem Polkern verbundenen Führungshülse, einem innerhalb der Führungshülse gegen die Kraft einer Rückstellfeder zwischen einer Geschlossenposition und einer Offenposition axial beweglich geführten erfindungsgemäßen Ventilanker, welcher mit einem Schließelement gekoppelt ist, und einer mit der Führungshülse verbundenen Ventilhülse mit einem Ventilsitz vorgeschlagen, welcher zwischen mindestens einer ersten Strömungsöffnung und mindestens einer zweiten Strömungsöffnung angeordnet ist. Das Schließelement wirkt in der

Geschlossenstellung dichtend mit dem Ventilsitz zusammen und unterbricht eine Fluidströmung zwischen der mindestens einen ersten Strömungsöffnung und der mindestens einen zweiten Strömungsöffnung. In der Offenstellung ist das Schließelement vom Ventilsitz abgehoben und ermöglicht die Fluidströmung zwischen der mindestens einen ersten Strömungsöffnung und der mindestens einen zweiten Strömungsöffnung.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Ventilankers für ein Magnetventil möglich. Besonders vorteilhaft ist, dass das elastische Dämpfungselement als

Elastomerscheibe ausgeführt werden kann. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung des elastischen Dämpfungselements. Zur Anpassung der dämpfenden Eigenschaften des elastischen Dämpfungselements können in vorteilhafter Weise zusätzliche Aussparungen am scheibenförmigen Dämpfungs- element vorgesehen werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventilankers kann das Schließelement als Kunststoffspritzgussteil, wie beispielsweise als Polyetheretherketon- Bauteil (PEE K- Bauteil) ausgeführt werden. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine zusätzliche dämpfende Wirkung erzielt werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventilankers kann das Schließelement durch Haltemittel in der Vertiefung gehalten werden. Die Haltemittel können beispielsweise als punktförmige oder umlaufende Verstemmung oder Verbördelung am Rand der Vertiefung ausgebildet werden. Dadurch sind das Schließelement und das elastische Dämpfungselement vor der Montage des Ventilankers verliersicher in diesem gehalten.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventilankers kann die Vertiefung als Sackloch ausgeführt werden, wobei das Dämpfungselement am Sacklochboden angeordnet ist. Zudem kann das Schließelement einen Grundkörper aufweisen, dessen Abmessungen an die Abmessungen der Vertiefung angepasst sind. Der Grundkörper kann beispielsweise als Zylinder oder Quader oder Würfel ausgebildet werden. Dadurch kann das Schließelement nahezu spielfrei in der Vertiefung geführt werden. Zudem kann der Schließkörper an den Grundkörper angeformt werden. Der Schließkörper kann beispielsweise als Kugelkalotte ausgeführt werden. Der Ventilsitz kann beispielsweise als Hohlkegelstumpf ausgeführt werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventilankers kann der Grundkörper als elastisches Dämpfungselement ausgebildet werden. Der als elastisches Dämpfungselement ausbildete Grundkörper kann eine Aufnahme aufweisen, welche den Schließkörper aufnimmt. Der Schließkörper kann beispielsweise über eine Warmumformung in der Aufnahme des Grundkörpers gehalten werden. Alternativ kann der Schließkörper über eine Clipsverbindung in der Aufnahme des Grundkörpers gehalten werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ventilpatrone für ein Magnetventil mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventilankers.

Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ventilankers. Ausführungsformen der Erfindung

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilpatrone 1 für ein Magnetventil einen Polkern 2, eine mit dem Polkern 2 verbundene Führungshülse 4, einen innerhalb der Führungshülse 4 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 7 zwischen einer

Geschlossenposition und einer Offenposition in Pfeilrichtung axial beweglich geführten Ventilanker 10, welcher mit einem Schließelement 14 gekoppelt ist, und eine mit der Führungshülse 4 verbundene Ventilhülse 6 mit einem Ventilsitz 6.1, welcher zwischen mindestens einer ersten Strömungsöffnung 6.2 und mindestens einer zweiten Strömungsöffnung 6.3 angeordnet ist. Der axial bewegliche Ventilanker 10 wird bei einer Bestromung einer nicht näher dargestellten Magnetbaugruppe, d.h. bei einem über elektrischen Anschlüsse an eine Spulenwicklung der Magnetbaugruppe angelegten elektrischen Strom, durch eine erzeugte Magnetkraft innerhalb der Führungshülse 4 gegen die Kraft der Rückstellfeder 7 bewegt. Der maximal mögliche Hub des Ventilankers 10 bzw. des Schließelements 14 wird durch einen Luftspalt 3 zwischen dem Polkern 2 und dem Ventilanker 10 vorgegeben. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, wirkt das Schließelement 14 in der dargestellten Geschlossenstellung dichtend mit dem Ventilsitz 6.1 zusammen und unterbricht eine Fluidströmung zwischen der mindestens einen ersten Strömungsöffnung 6.2 und der mindestens einen zweiten Strömungsöffnung 6.3. In einer nicht näher dargestellten Offenstellung ist das Schließelement 14 vom Ventilsitz 6.1 abgehoben und ermöglicht die Fluidströmung zwischen der mindestens einen ersten Strömungsöffnung 6.2 und der mindestens einen zweiten Strömungsöffnung 6.3.

Wie aus Fig. 1 und 2, weiter ersichtlich ist, ist an einem Ende des Ventilankers 10, 10A eine Vertiefung 12, 12A angeordnet, welche das mit dem Ventilsitz 6.1 zusammenwirkende Schließelement 14, 14A mit einem Schließkörper 14.1, 14.1A zumindest teilweise aufnimmt. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Schließkörper 14.1, 14.1A und der Vertiefung 12, 12A ein elastisches Dämpfungselement 16, 16A angeordnet, welches einen beim Auftreffen des Schließkörpers 14.1, 14.1A auf dem Ventilsitz 6.1 entstehenden Impuls dämpft. In dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventilankers 10, ist das elastische Dämpfungselement 16 als

Elastomerscheibe ausgeführt. Das als Elastomerscheibe ausgeführte Dämpfungselement 16 ist in die Vertiefung 12 im Ventilanker 10 eingelegt. Das Dämp- fungselement kann zur Variierung des dämpfenden Verhaltens zusätzlich mit

Aussparungen versehen werden. Um eine zusätzliche dämpfende Wirkung zu erzielen, kann das Schließelement 14 als Kunststoffspritzgussteil, wie beispielsweise als PEE K-Teil, ausgeführt werden. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, ist das Schließelement 14 durch als umlaufende Verstemmung oder Verbördelung am Rand der Vertiefung 12 ausgeführte Haltemittel 18 in der Vertiefung 12 gehalten. Alternativ können an mehreren Stellen punktförmige Verstemmungen oder Verbördelungen am Rand der Vertiefung 12 vorgesehen werden. So können beispielsweise an drei Stellen, die gleichmäßig verteilt am Rand der Vertiefung 12 angeordnet sind, punktförmige Verstemmungen oder Verbördelungen als Halte- mittel 18 vorgesehen werden, um das Schließelement 14 in der Vertiefung 12 zu halten.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, ist die Vertiefung 12 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Sackloch ausgeführt, an dessen Boden das Dämpfungselement 16 angeordnet ist. Das Schließelement 14 weist im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einen zylindrischen Grundkörper 14.2 auf, dessen Abmessungen an die Abmessungen der Vertiefung 12 angepasst sind. Zudem ist ein

kugelkalottenförmiger Schließkörper 14.1 an den Grundkörper 14.2 angeformt. Selbstverständlich können auch andere geeignete geometrische Formen für die Vertiefung 12 und das Schließelement 14 verwendet werden. So kann der

Grundkörper 14.2 beispielsweise auch als Quader oder Würfel ausgeführt werden, und der Schließkörper 14.1 kann beispielsweise als Kegel oder Kegelstumpf ausgeführt werden. In dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventilankers 10A, ist der Grundkörper 14.2A des Schließelements 14A als elastisches Dämpfungselement 16A ausgebildet. Der Grundkörper 14.2A kann beispielsweise als elastisches Kunststoffspritzgußteil ausgeführt werden. Hierbei weist der Grundkörper 14.2A eine Aufnahme 14.3A auf, welche den Schließkör- per 14.1A aufnimmt. Der Schließkörper 14.1A kann beispielsweise als Kugel, Kegel oder Kegelstumpf vorzugsweise aus gehärtetem Stahl hergestellt werden. Der Schließkörper 14.1A kann beispielsweise über eine Warmumformung oder über eine Clipsverbindung in der Aufnahme 14.3A des Grundkörpers 14.2A gehalten werden. Analog zum ersten Ausführungsbeispiel ist die Vertiefung 12A im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Sackloch ausgeführt. Das Schließelement 14A ist analog zum ersten Ausführungsbeispiel durch als umlaufende Verstemmung oder Verbördelung am Rand der Vertiefung 12A ausgeführte Haltemittel 18A in der Vertiefung 12A gehalten. Alternativ können an mehreren Stellen punktförmige Verstemmungen oder Verbördelungen am Rand der Vertiefung 12A vorgesehen werden.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, kann die Ventilpatrone 1 mit dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel des Ventilankers 10, 10A über eine Ventilbuchse 4 in einer entsprechenden Aufnahmebohrung eines nicht näher dargestellten Fluidblocks verstemmt werden. Zudem ist im Bereich der mindestens einen zweiten Strömungsöffnung 6.3 in der Ventilhülse 6 ein Radialfilter 8 angeordnet, um Schmutzpartikel aus der Fluidströmung zu filtern.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft eine Ventilpatrone 1 für ein stromlos geschlossenes Magnetventil. Der erfindungsgemäße Ventilanker 10, 10A kann aber auch für eine nicht näher dargestellte Ventilpatrone eines stromlos offenen Magnetventils eingesetzt werden, um das Schließgeräusch zu dämpfen.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Ventilanker und eine Ventilpatrone für ein Magnetventil zur Verfügung, welche durch den Einsatz eines elastischen Dämpfungselements zwischen dem Schließkörper eines Schließelements und einer Vertiefung im Ventilanker den Impuls beim Auftreffen des Schließkörpers auf den Ventilsitz in vorteilhafter Weise dämpfen und so den Körperschall im Fahrzeug reduzieren.