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Title:
ELECTROMAGNETIC VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/014776
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electromagnetic valve, comprising a magnet armature (7), a magnet core section (6), a valve-closing member (8) and a valve housing that accommodates a valve seat (5) and onto which a magnet coil is mounted. The valve housing consists of a first deep-drawn jacket element (1) and a second jacket element (2) that is inserted in the first jacket element (1) so as to be telescoped. The second jacket element, at its open end facing away from the first jacket element (1), is preferably configured as a metal sealing seat (12) with a valve seat body (4).

Inventors:
VOLZ PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/007864
Publication Date:
March 01, 2001
Filing Date:
August 11, 2000
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL TEVES AG & CO OHG (DE)
VOLZ PETER (DE)
International Classes:
B60T8/36; F16K31/06; (IPC1-7): F16K31/06; B60T8/36
Foreign References:
DE19646835A11998-05-14
US5810330A1998-09-22
DE19727654A11999-01-07
DE19603381A11997-08-07
Attorney, Agent or Firm:
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Guerickestrasse 7 Frankfurt, DE)
CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG (Guerickestrasse 7 Frankfurt, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektromagnetventil mit einem einen Magnetanker, ein Ma gnetkernteil, ein Ventilschließglied und einen Ventil sitz aufnehmenden Ventilgehäuse, an dem eine Magnetspule anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil gehäuse aus einem ersten, im Tiefziehverfahren herge stellten Hülsenteil (1) und einem teleskopartig in das erste Hülsenteil (1) einfügbaren zweiten Hülsenteil (2) besteht, das an dem vom ersten Hülsenteil (1) abgewand ten offenen Ende vorzugsweise einen metallischen Dicht sitz (12) aufweist, der an einer Bohrungswandung eines Ventilaufnahmekörpers (4) dicht anliegt.
2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das erste Hülsenteil (1) in Richtung auf den Ventilaufnahmekörper (4) zu einem Haltekragen (3) ausgeformt ist, wobei das erste Hülsenteil (1) in dem teleskopartigen Überdeckungsbereich mit dem zweiten Hül senteil (2) eine unlösbare, vorzugsweise mittels Laser schweißung hergestellte Verbindung aufweist.
3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass ein offenes Ende des ersten Hülsen teils (1), welches über das zweite Hülsenteil (2) ge stülpt ist, den Haltekragen (3) aufweist, der in dem für das Elektromagnetventil vorgesehenen Ventilaufnahmekör per (4) formund/oder kraftschlüssig, vorzugsweise im Ventilaufnahmekörper (4) verstemmt, befestigt ist.
4. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass in dem offenen Ende des zweiten Hülsen teils (2) der Ventilsitz (5) und in einem geschlossenen Endabschnitt des ersten Hülsenteils (1) der Magnetanker (7) angeordnet ist.
5. Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Magnetanker (7) als Kaltschlagteil ausgeführt ist, an dem unter Wirkung einer Rückstellfe der (11) ein vorzugsweise aus Kunststoff hergestellter Stößel (19) anliegt, der ein Ventilschließglied (8) auf weist, das in der Ventilgrundstellung von einem vorzugs weise als Kaltschlagteil ausgeführten Ventilsitz (5) be abstandet ist.
6. Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem dem Ma gnetanker (7) zugewandten offenen Ende des zweiten Hül senteils (2) ein als Magnetkern (6) wirksames Ringteil fixiert ist, das vorzugsweise aus einem Kaltschlagteil hergestellt ist.
7. Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Rückstellfeder (11) sich mit ihrem auf den Magnetanker (7) zugewandten Ende formschlüssig am Stößel (19) abstützt, und dass das dem Ventilsitz (5) zugewandte Federende sich an einem verjüngten Stufenab schnitt (9) des zweiten Hülsenteils (2) abstützt, der vorzugsweise den Stößel (19) gegenüber dem Ventilsitz (5) zentriert.
8. Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass das zweite Hülsenteil (2) am verjüngten Stufenabschnitt (9) einen Filter (10) trägt.
Description:
Elektromagnetventil- Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 196 03 381 A1 ist ein Elektromagnetventil der an- gegebenen Art bekannt geworden, das zur Befestigung des Ven- tilgehäuses im Ventilaufnahmekörper eine mit einer Clinchkontur versehene Magnetschlussscheibe aufweist, auf der eine Ventilspule mit einem Jochring ruht. Die Magnet- schlussscheibe nimmt gleichzeitig das offene Ende eines dom- förmigen Hülsenteils auf. Der Ventilsitz ist an einem Zylin- dereinsatz befestigt, der sich bis zu einem Magnetanker in das Hülsenteil erstreckt.

Das Ventilgehäuse besteht demnach aus dem sich in das Hül- senteil erstreckenden Zylindereinsatz und dem daran befe- stigten Ventilsitz. Infolge der auf das Ventilgehäuse ein- wirkenden Einpresskraft ist der Zylindereinsatz aus einem massiven Drehteil hergestellt. Insgesamt ist der Herstel- laufwand für das Ventil relativ hoch.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit möglichst geringem Aufwand herzu- stellen, wobei die mechanische Beanspruchung des Ventils als auch die notwendigen Einstellmaßnahmen auf ein Minimum be- grenzt werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetven- til der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor.

Die Fig. 1 zeigt in erheblich vergrößerter Darstellung einen Halbschnitt durch ein Elektromagnetventil, dessen Ventilge- häuse aus zwei ineinander gefügte, als Blechformteile im Tiefziehverfahren hergestellte Hülsenteile 1,2 besteht, so dass eine eigenständig handhabbare und funktionsfähig vor- montierte Ventilbaugruppe hergestellt ist, die abbildungsge- mäß im unteren, zweiten Hülsenteil 2 einen plattenförmigen Ventilsitz 5 aufnimmt. Die Ventilbaugruppe trägt im domför- mig geschlossenen Hülsenteil 1 einen Magnetanker 7. Das vom ersten Hülsenteil 1 abgewandte offene Ende des zweiten Hül- senteils 2 weist einen elastischen Presssitz in der Funktion eines metallischen Dichtsitzes 12 auf, der in Verbindung mit der Bohrungswandung des Ventilaufnahmekörpers 4 zustande kommt, so dass ein Kurzschlussstrom zwischen den den Venti- laufnahmekörper 4 durchdringenden beiden Druckmittelkanälen 13,14 entlang der Wandung, d. h. zwischen dem Elektromagnet- ventil und dem Ventilaufnahmekörper 4, verhindert wird. Bei- de Hülsenteile 1,2 sind mit ihren vom Ventilsitz 5 und dem Magnetanker 7 abgewandten Abschnitten teleskopartig ineinan- der geschoben und in diesem Überdeckungsbereich von außen mittels einer Laserschweißung unlösbar verbunden.

Um das aus den beiden Hülsenteilen 1,2 bestehende Ventilge- häuse in dem abbildungsgemäßen Ventilaufnahmekörper 4 zu be- festigen, weist das äußere, über das zweite Hülsenteil 2 ra- gende erste Hülsenteil 1 am zunächst offenen Ende einen ko- nischen Haltekragen 3 auf, der durch eine Außenverstemmung 18 an der Oberfläche des Ventilaufnahmekörpers 4 sicher und auch druckmitteldicht in einer Ventilaufnahmebohrung befe- stigt ist. Gegebenenfalls kann anstelle der gezeigten Außen- verstemmung 18 der Haltekragen 3 bei entsprechender Schweißeignung der Werkstoffe auch am Ventilaufnahmekörper 4 direkt angeschweißt werden.

Das innere, sowohl im Ventilaufnahmekörper 4 als auch im er- sten Halteteil 1 befindliche Halteteil 2 weist ferner einen vorzugsweise hohlkehlenförmig verengten bzw. verjüngten Stu- fenabschnitt 9 auf Höhe des horizontal im Ventilaufnahmekör- per 4 verlaufenden Druckmittelkanals 13 auf. Der Außenbe- reich des Stufenabschnitts 9 ist zweckmäßigerweise von einem ringförmigen Filter 10 umgeben. Der Stufenabschnitt 9 über- nimmt gleichzeitig eine Führungsfunktion am Stößel 19 des Ventilschließgliedes 8, um die exakte Zentrierung des Ven- tilschließgliedes 8 gegenüber dem Ventilsitz 5 zu ermögli- chen. Andererseits gewährleistet der Stufenabschnitt 9 in der Funktion eines Federanschlags das Abstützen der den Stö- ßel 19 gegen den Magnetanker 7 drückenden Rückstellfeder 11.

Ein an die Innenkontur des zweiten Hülsenteils 2 angepass- tes, als Magnetkern 6 wirksames Ringteil befindet sich kraftschlüssig in Nähe des Magnetankers 7 gehalten. Durch das Ringteil erstreckt sich der Stößel 19 auf die ihm zuge- wandte Stirnfläche des Magnetankers 7, an dem er lose an- liegt, weshalb der Stößel 19 mit geringer Spielpassung im Ringteil geführt ist.

Die Druckmittelverbindung zwischen den quer als auch längs zur Ventilrotationsachse im Ventilaufnahmekörper 4 angeord- neten Druckmittelkanälen 13,14 ist abbildungsgemäß in der elektromagnetisch stromlos offenen Ventilgrundstellung ge- währleistet. In der elektromagnetisch erregten Ventilschalt- stellung herrscht eine Unterbrechung der Druckmittelverbin- dung über den dann vom Ventilschließglied 8 verschlossenen Ventilsitz 5. Über das in dem zweiten, inneren Hülsenteil 2 auf Höhe des Stufenabschnitts 9 befindliche Durchgangsboh- rung 15 erfolgt sodann kein Druckmittelaustausch zwischen den beiden Druckmittelkanälen 13,14. Diese Durchgangsbohrung 15 kann bei Wunsch oder Bedarf als beispielsweise im Präge- verfahren hergestellte Kalibrierbohrung ausgeführt sein, die dann die Funktion einer Blende übernimmt.

Die Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstiges stromlos of- fenes Elektromagnetventil zu schaffen, wird durch die Ver- wendung der bereits dargestellten Konstruktionsmerkmalen un- ter Einbeziehung geeigneter Schlagteil-und Blechformtechnik gelöst. Darüber hinaus wird mit der vorgeschlagenen Ventil- konstruktion eine besonders einfache Ventilmontage und Ju- stierung des Magnetankerrestluftspaltes sowie des Gesamtven- tilhubs möglich.

Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, ist das Elektromagnetventil als eine verblüffend einfache Schweißpatrone ausgeführt. In dem Ventilaufnahmekörper 4 wird das vorgeprüfte und bereits voreingestellte und verschweißte Elektromagnetventil an dem Dichtsitz 12 im Ventilaufnahmekörper 4 positioniert und in- folge der Außenverstemmung 18 am Haltekragen 3 im Ventilauf- nahmekörper 4 sicher fixiert. Der Dichtsitz 12 besteht aus einem elastischen und metallischen Presssitz. Die Außenver- stemmung 18 erfolgt durch plastische Verformung des vorzugs- weise aus einer Aluminiumknetlegierung bestehenden Venti- laufnahmekörpers 4 und einer unter einem Winkel verlaufenden Trennfuge.

Der als Ventilplatte ausgeführte Ventilsitz 5 ist in der In- nenhülse, d. h. in dem zweiten Hülsenteil 2 dicht eingepresst und ggf. zusätzlich mit diesem durch Laserschweißung dicht verbunden. Die Ventilplatte nimmt ein Rückschlagventil 16 auf. Die Kugel des Rückschlagventils 16 wird in der darge- stellten Ausführung durch den Rahmen eines Plattenfilters 17, der partiell ausgespart ist, in einer Bypassbohrung des Ventilsitzes 5 gehalten. Der Stufenabschnitt 9 kann entweder am vollen Umfang eingezogen oder partiell an mindestens drei Umfangsstellen eingeprägt sein. Das Filter 10 ist vorzugs- weise in der Einschnürung bzw. Aussparung des Stufenab- schnitts 9 eingeschnappt. Bei Wunsch oder Bedarf kann das Filter 10 auch in dem Zwischenraum, der durch das zweite Hülsenteil 2 und den Ventilaufnahmekörper 4 gebildet wird, angeordnet sein.

Der Restluftspalt H lässt sich bei der gewählten Konstrukti- on sehr präzise und einfach einstellen, indem der Stößel 19 in das mit dem Ventilsitz 5 und dem Magnetkern 6 versehene zweite Hülsenteil 2 eingeführt und das Spaltmaß durch Ver- schieben des Magnetkerns 6 mit einem Stufenwerkzeug einge- stellt wird. Nach der Einstellung wird der Magnetkern 6 mit der zweiten Hülse 2 fixiert. Die Fixierung kann durch eine Verstemm-oder eine partielle Schweißoperation erfolgen. Da- mit ist der Restluftspalt H extrem genau eingestellt.

Der Stößelhub am Ventilsitz 5 kann nun durch Hin-und Her- schieben des mit dem Magnetanker versehenen ersten Hülsen- teils 1 auf dem zweiten Hülsenteil 2 in einfacher Weise ein- gestellt werden. Der gewünschte Stößelhub kann durch Messen des Luftdurchsatzes am Ventilsitz 5 oder aber durch Ermitt- lung der Differenzmaße zwischen dem Magnetanker 7, dem Stö- ßel 19 sowie zwischen dem zweiten Hülsenteil 2 und dem er- sten Hülsenteil 1 eingestellt werden.

Eine weitere, einfache Einstellmethode für den Stößelhub be- steht darin, gemeinsam mit dem Magnetanker 7 und dem ersten Hülsenteil 1 den Stößel 19 auf den in der zweiten Hülse 2 befestigten Ventilsitz 5 zu pressen, die Gesamtlänge des Ventils oder ein Bezugsmaß zu messen. Dieses Meßergebnis wird dann um den gewünschten Stößelhub durch Auseinanderzie- hen beider Ventilhülsen, das heißt durch das Auseinanderzie- hen der Hülsenteile 1,2 vergrößert. Damit ist der Stößelhub exakt eingestellt. Nach der Einstellung des Gesamthubs am Ventilsitz 5 wird das erste Hülsenteil 1 mit dem zweiten Hülsenteil 2 wenigstens partiell verschweißt, wobei auch an- stelle der Schweißverbindung eine Scheroperation möglich ist. Die Länge des zweiten Hülsenteils 2 sowie die Länge des Magnetkerns 6 können optimal den Gegebenheiten der nicht dargestellten Magnetspule angepasst werden.

Vorteilhaft ist u. a. die Verwendung eines korrosionsbestän- digen Hülsenwerkstoffs für das erste Hülsenteil 1, das die übrigen Bestandteile des Ventils vor Korrosion schützt.

Hierdurch können die Innenteile des Ventils aus nicht korro- sionsbeständigen, leicht bearbeitbaren und billigen Werk- stoffen hergestellt werden.

In Verbindung mit einem auf das Elektromagnetventil aufsetz- baren elektronischen Regler, der im vorliegenden Beispiel auch eine zur Betätigung des Ventils erforderliche Magnet- spule aufnimmt, muss das Reglergehäuse nunmehr nicht mehr hermetisch dicht gegen Wasser abgeschlossen werden. Es kann folglich auf die bisher bekannten Abdichtungsmaßnahmen zwi- schen dem Ventilaufnahmekörper 4 und dem elektronischen Reg- ler verzichtet werden. Vorteilhaft ist auch der minimale Werkstoffeinsatz durch die Verwendung von Blechteilen für die Hülsenteile 1,2 und Kaltschlagteilen für den Magnetkern 6, den Magnetanker 7, Ventilsitz 5 und gegebenenfalls auch für den Stößel 19.

Die Ventileinstellung ist extrem einfach und toleranzunemp- findlich. Durch die gewählte Konstruktion kann auch auf eine flüssigkeitsdichte Schweißnahtkonstruktion verzichtet wer- den.

Bei Bedarf kann eine Blendenfunktion durch einen entspre- chenden Stanzvorgang in das zweite Hülsenteil 2 realisiert werden. Wie bereits erwähnt, kann der Stößel entweder zur Gewichtsreduzierung aus Kunststoff oder in Kaltschlagtechnik hergestellt werden.

Damit sind auch alle Voraussetzungen zum Betrieb des Elek- tromagnetventils als analog ansteuerbares Regelventil denk- bar, sofern eine geeignete Regelelektronik zum Einsatz ge- langt.

Bezugszeichenliste 1 Erstes Hülsenteil 2 Zweites Hülsenteil 3 Haltekragen 4 Ventilaufnahmekörper 5 Ventilsitz 6 Magnetkern 7 Magnetanker 8 Ventilschließglied 9 Stufenabschnitt <BR> <BR> 10 Filter<BR> 11 Rückstellfeder 12 Dichtsitz 13 Druckmittelkanal 14 Druckmittelkanal 15 Durchgangsbohrung 16 Rückschlagventil 17 Plattenfilter 18 Außenverstemmung 19 Stößel H Restluftspalt