Bei einem bekannten Elektromagnetventil der angegebenen Art (DE 101 17 608 A1) ist das Ventilschließglied als Ventilkol- ben ausgebildet, der entlang seiner Mantelfläche im Ventil- gehäuse präzise geführt werden muss. Dies erfordert enge Passungstoleranzen und eine exakte Ausrichtung des Ventil- sitzes gegenüber dem Ventilschließglied. Ferner ist es auf- wendig, dass zum Einfügen des Ventilsitzes, des Dichtrings und der dem Dichtring zugehörigen Teile in das Ventilgehäuse der Magnetanker herausnehmbar gestaltet sein muss.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil zu schaffen, das vorgenannte Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetven- til der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines Ausführungsbei- spiels hervor.

Die Fig. 1 zeigt ein als 2/2-Wege-Sitzventil ausgeführtes Elektromagnetventil in einer Schnittdarstellung. Das Elekt- romagnetventil weist ein in Patronenbauweise ausgeführtes, vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Stahl bestehendes Ventilgehäuse 10 auf, das fertigungstechnisch vorzugsweise als automatengerechtes Drehteil ausgebildet ist und mittels einer Preßverbindung in einem Ventilblock befestigt ist. Um eine gleichmäßige Einpresskraft und eine gute Abdichtung des Ventilgehäuses 10 im Ventilblock zu realisieren, weist das Ventilgehäuse 10 am Umfang umlaufende Rillen 26, Nuten oder Sägezähne auf. Die Rillen 26 ermöglichen überdies, dass der beim Einpressen entstehende Abrieb in den Rillen 26 dauer- haft eingelagert wird, so dass eine Verunreinigung der Kanä- le im Ventilgehäuse 10 verhindert wird. Das Mittelteil des Ventilgehäuses 10 ist als rohrförmiger Magnetkern 6 ausge- führt, so dass der Magnetkern 6 mit dem Ventilgehäuse 10 ei- ne einteilige Baugruppe bildet. Auf den Magnetkern 6 ist ei- ne äußerst dünnwandige, vorzugsweise im Tiefziehverfahren hergestellte, im Endbereich topfförmig geschlossene Hülse 2 aufgesetzt, die in ihrem Endbereich eine massive Endscheibe 9 aufnimmt und das Oberteil zum Verschluss des Ventilgehäu- ses 10 bildet. Die Endscheibe 9 dämpft einerseits das An- schlaggeräusch des Magnetankers 8, andererseits kann sich das im Druckmittel befindliche Gas in einem durch den Endan- schlag 9 gebildeten Raum der Hülse 2 anlagern, so dass die Schmierung des bewegten Magnetankers 8 durch das Druckmittel dauerhaft sichergestellt ist. Würde sich nämlich das Gas im Gleitbereich des Magnetankers 8 anlagern, so wäre der Schmierfilm unterbrochen und ein unerwünschter Ankerver- schleiß zu erwarten.

Der unterhalb der Endscheibe 9 in der Hülse 2 beweglich an- geordnete Magnetanker 8 ist mit einem rohrförmigen Ventil- stö#el 4 verbunden, der in eine Stufenbohrung 11 des Magnet- ankers 8 eingeführt ist. Eine besonders einfache und dennoch zuverlässige Verbindung des Magnetankers 8 mit dem Ventil- stößel 4 kommt gemäß der Abbildung durch eine formschlüssige Fixierung des Magnetankers 8 am Ventilstößel 4 zustande, in- dem mittels eines von oben in den hohlen Ventilstößel 4 ein- geführten Dorn die Wand des Ventilstößels 4 radial aufgewei- tet wird, so dass die Wand des Ventilstößels 4 in die Quer- rillen 27 des Magnetankers 8 verdrängt wird. Diese Befesti- gung lässt sich vorteilhaft anwenden, wenn der Ventilstößel 4 aus einem weicheren Material besteht als das Material des Magnetankers 6. Durch die vorgeschlagene Befestigung ist ü- berdies eine einfache präzise Einstellung des Restluftspalts zwischen dem Magnetanker 8 und dem Magnetkern 6 gewährleis- tet, so dass unabhängig von Fertigungstoleranzen die ge- wünschten konstanten elektromagnetischen, Eigenschaften ein- gehalten werden können.

Zwischen dem Magnetanker 8 und der Endscheibe 9 befindet sich im Magnetankerraum eine Rückstellfeder 1, die zur si- cheren Ausrichtung in der Stufenbohrung 11 abschnittsweise geführt ist. An die aus dem Magnetanker 8 und Ventilstößel 4 bestehende Verbindung schließt sich ein kolbenförmiges Ven- tilschließglied 5 an, das sich ebenso wie der Ventilstößel 4 innerhalb der zentral gelegenen Durchgangsbohrung 12 des Ventilgehäuses 10 befindet. Die Durchgangsbohrung 12 ist hierzu als Stufenbohrung ausgeführt, die im unteren, erwei- terten Stufenabschnitt das Ventilschließglied 5 und darüber eine in der Stufenbohrung befestigte Buchse 7 aufnimmt. Die Buchse 7 ist zur Stößelzentrierung im Innendurchmesser ent- weder unmittelbar an den Außendurchmesser des Ventilstößels 4 oder gemäß der abgebildeten Ausführung an einen am Stöße- lende befestigten Topf 20 angepasst.

Der Topf 20 besteht aus einem gegenüber dem Ventilstößel- werkstoff härteren Material bzw. aus einem Material, dessen Oberfläche gehärtet ist. Der Topf 20 ist auf das Ende des Ventilstößels 4 aufgepresst, welches dem Ventilschließglied 5 zugewandt ist.

Der Ventilstößel 4 besteht aus einem Werkstoff mit geringer Dichte, insbesondere aus einem Leichtmetall (Aluminium, Mag- nesium) oder Kunststoff. Dieser leichte Stößelwerkstoff er- möglicht eine Reduzierung der bewegten Massen und verfügt über federnde Eigenschaften, die zu einer guten Beherrsch- barkeit der Impulskräfte und damit der mechanischen Bean- spruchung führen. Außerdem ist durch die vorgeschlagene Kon- struktion der translatorisch bewegten Ventilbauteile eine großzügig bemessene Druckausgleichsbohrung 19 möglich, die ein von Druckänderungen unabhängiges Ventilschalten gewähr- leistet.

Durch die Verwendung von Keramik nicht nur für das Ventil- schließglied 5, sondern auch für den Ventilsitz 14 ergibt sich eine optimale Voraussetzung für einen nahezu ver- schleißfreien Betrieb des Elektromagnetventils.

An der Buchse 7 stützt der gewölbte Kolbenabschnitt des Ven- tilschließgliedes 5 in der stromlosen Ventilschaltstellung ab. Der Außendurchmesser der Buchse 7 ist zur Herstellung einer Pressverbindung mit dem Ventilgehäuse 10 an den Innen- durchmesser im erweiterten Abschnitt der Stufenbohrung 28 angepasst, wozu die Stufenbohrung 28 bei Wunsch oder Bedarf mit Rillen, Riefen, Gewindegängen oder dergleichen versehen ist, um die bereits eingangs erwähnte Kontinuität der Ein- presskraft sicherzustellen.

Das Ventilschließglied 5 ruht unter der Wirkung einer Ven- tilfeder 3 in der offenen, elektromagnetisch nicht erregten Position an der Stirnfläche der Buchse 7, die im Kontaktbe- reich mit dem Ventilschließglied 5 ebenso wie der Boden des Topfs 20 Ausnehmungen 21 zur Hindurchführung des Druckmit- tels in Richtung des Magnetankerraums aufweist.

Die Ventilfeder 3 ist zweckmäßigerweise mittels eines von unten in die Öffnung des Ventilgehäuses 10 eingefügten Fe- deranschlags 13 vorgespannt, der mittels eines Gewindes auch innerhalb eines Ventilsitzanschlags 22 einstellbar ist. Der als massive Lochscheibe ausgeführte Ventilsitzanschlag 22 weist am Umfang ein Außengewinde auf, das mit einem Innenge- winde am unteren Ende des Ventilgehäuses 10 in Eingriff steht, so dass der Ventilsitzanschlag 22 bis zur Kontaktie- rung des ringscheibenförmigen Ventilsitzes 14 in das Ventil- gehäuse 10 von unten hineingedreht ist. Damit ist sicherge- stellt, dass sich der von unten in das Ventilgehäuse 10 ein- gepresste Ventilsitz 14 unter Wirkung des hohen hydrauli- schen Drucks nicht aus seiner einjustierten Pressverbindung mit dem Ventilgehäuse 10 lösen kann. Der rohrförmige Feder- anschlag 13 befindet sich nach Art einer Einstellschraube mittig in einer zentral gelegenen Gewindebohrung des Ventil- sitzanschlags 22.

Die Vorspannkraft der Ventilfeder 3 lässt sich bei elektro- magneticher Erregung in der Ventilschließstellung durch das Verdrehen des Federanschlags 13 im Ventilsitzanschlag 22 präzise einstellen. Die schraubenförmige Ventilfeder 3 ist zur präzisen Führung mit ihrem einen Ende innerhalb des rohrförmigen Ventilschließgliedes 5 aufgenommen, während das andere Ende der Ventilfeder 3 sich an einem Bund des Feder- anschlags 13 abstützt. Die im Innendurchmesser abgesetzte Rohrform des-Ventilschließgliedes 5 ermöglicht somit eine sichere, kompakte Aufnahme und Abstützung einzelner Feder- windungen der Ventilfeder 3, ohne den hydraulischen Druck- ausgleich im Ventilgehäuse 10 zu behindern.

Das Ventilgehäuse 10 ist auf Höhe des Ventilschließgliedes 5 und damit oberhalb des Ventilsitzes 14 von einem Druckmit- teleinlasskanal 15 horizontal durchdrungen, der in der ab- bildungsgemäßen offenen Ventilschaltstellung über den offe- nen Ventilsitz 14, den gelochten Ventilsitzanschlag 22 und die Durchgangsbohrung im Federanschlag 13 mit dem von unten vertikal in das Ventilgehäuse 10 einmündenden Druckmit- telauslasskanal 16 verbunden ist.

Das Elektromagnetventil ist hydraulisch druckausgeglichen, wozu am Außenmantel des Ventilschließgliedes 5 ein konzen- trischer, federbelasteter Backring 17 angeordnet ist, der von einer am Ventilsitz 14 gelagerten Feder 23 von unten ü- ber einen Federteller 25 und einen Dichtring 24 gegen einen konischen Abschnitt der Stufenbohrung 28 gepresst ist. Der Backring 17 stützt sich mit seiner balligen Außenschulter an der konischen Innenwand des gestuften Ventilgehäuses 10 ab, wodurch sich das innerhalb des Dicht-und Backrings 24,17 geführte Ventilschließglied 5, ähnlich wie in einer Kugel- pfanne, nach allen Seiten begrenzt schwenkbar im Ventilge- häuse 10 bewegen kann. Damit auch der Dichtring 24 möglichst widerstandsarm einer toleranzbedingten Schiefstellung der Feder 23 folgen kann, ist dieser gleichfalls in Richtung des trichterförmigen Federtellers 25 ballig geformt. Die balli- gen Flächen des Backrings 17 und des Dichtrings 24 sind die voneinander abgewandten Flächen, während die aufeinander an- liegenden Flächen von Back-und Dichtring 17,24 ebene Flä- chen sind. Die Feder 23 gewährleistet eine axiale als auch radiale Kraftwirkung am Dichtring 24, um auch bei geringen hydraulischen Drücken die Dichtwirkung des Dichtrings 24 si- cherzustellen. Um die radialen Wärmedehnungen der Ventilbau- teile zu kompensieren bedarf es ferner der erwähnten radia- len Vorspannkraft. Mit zunehmenden hydraulischen Druck im Druckmitteleinlasskanal 15 kommt es vorteilhaft zu einer Selbstverstärkung der Dichtwirkung des Dichtrings 24. Der Dichtring 24 besteht aus einem Kunststoff, während der Back- ring 17 als Metallring ausgeführt ist. Der Backring 17 über- nimmt außerdem infolge des geschilderten Aufbaus vorteilhaft auch eine statische Dichtfunktion an der kegelförmigen In- nendichtfläche des Ventilgehäuses 10.

Damit auch im Kontaktbereich zwischen dem Ventilschließglied 5, der Buchse 7 und dem Topf 20 eine hinreichende Bewegungs- freiraum zum Verschwenken des Ventilschließgliedes 5 gewähr- leistet ist, weisen auch die zwischen der Buchse 7, dem Topf 20 und dem Ventilschließglied 5 gelegenen Kontaktflächen ei- ne ballige, vorzugsweise als Kugelkalotte geformte Kontur auf.

Der Drehpunkt D zum Verschwenken des kolbenförmigen Ventil- schließglieds 5 befindet sich somit auf der Symmetrieachse des Elektromagnetventils etwa auf halber Höhe des Ventil- schließgliedes 5. Durch die beschriebene gelenkige Lagerung und Abdichtung des Ventilschließgliedes 5 im Ventilgehäuse 10 ist somit eine einfache und präzise Selbstzentrierung des Ventilschließgliedes 5 am trichterförmigen Dichtsitz des Ventilsitzes 14 gewährleistet. Der Trichterwinkel des Ven- tilsitzes 14 ist an die ballige, vorzugsweise als Kugelka- lotte geformte Dichtfläche des Ventilschließgliedes 5 ange- passt, wobei der Trichterwinkel am Ventilsitz 14 derart ge- wählt ist, dass im Falle eines Verschleißes der Dichtkante des Ventilsitzes 14 der mittlere Abdichtdurchmesser mög- lichst unverändert bleibt, um somit., auch im Langzeitbetrieb die genaue hydraulische Druckkompensation der Elektromagnet- ventils unverändert aufrecht zu erhalten.

Zur Reduzierung des hydraulischen Widerstands ist der Mag- netanker 8, der Ventilstößel 4 und das Ventilschließglied 5 parallel zur Ventilsymmetrieachse von mehreren Druckaus- gleichsbohrungen 19 durchdrungen. Das in den Druckmittelaus- lass-bzw. Druckmitteleinlasskanal 16,15 strömende Druck- mittel kann somit ungehindert durch die das Ventilschließ- glied 5, den Ventilstößel 4 und Magnetanker 8 durchdringende Druckausgleichsbohrung 19 in den Magnetankerraum und damit zum Endbereich der Hülse 2 gelangen, so dass unabhängig von Druck-und Temperaturunterschieden der Flüssigkeit vorteil- haft eine nahezu gleichbleibende Schaltcharakteristik des Elektromagnetventils gewährleistet ist.

Die folgende Beschreibung stellt die Funktionsweise des Elektromagnetventils mit den für die Erfindung wesentlichen Merkmale kurz dar. In der Abbildung nach Fig. 1 befindet sich das Elektromagnetventil in der elektromagnetisch nicht erregten, offenen Grundstellung, in der eine ungehinderte Druckmittelverbindung des Druckmitteleinlasskanals 15 und Druckmittelauslasskanals 16 infolge des vom Ventilsitz 14 abgehobene Ventilschließgliedes 5 gewährleistet ist. In die- ser Grundstellung ruht infolge der Wirkung der Ventilfeder 3 die vom Ventilsitz 14 abgewandte Stirnfläche des Ventil- schließgliedes 5 an der Stirnseite der Buchse 7. Die Buchse 7 ist derart in der Durchgangsbohrung 12 des Magnetkerns 6 angeordnet, dass in der offenen Ventilstellung der am Ven- tilstößel 4 befestigte Magnetanker 8 um wenigstens ein dem Ventilhub entsprechendes Maß vom Magnetkern 6 entfernt ist.

Die vom Magnetkern 6 abgewandte Stirnfläche des Magnetankers 8 ist in der offenen Ventilstelltlngtdamit gleichfalls um ei- nen definierten Axialabstand von der Endscheibe 9 am domför- migen Abschnitt der Hülse 2 entfernt, wodurch ein sog. Dämp- fungshub des Magnetankers 8 ermöglicht wird, um den Magnet- anker 8 gemäß der folgenden Funktionsbeschreibung nach der Entmagnetisierung abbremsen zu können.

Zunächst aber, wenn die elektromagnetische Erregung des Ven- tils erfolgt, entfernt sich das Ventilschließglied 5 von der Buchse 7 nach unten und gelangt durch seine Verschwenkbar- keit selbstzentrierend am Ventilsitz 14 zur Anlage. Während dieses Vorgangs entspannt sich die Rückstellfeder 1 zwangs- läufig und die Ventilfeder 3 ist demgegenüber proportional zum Ventilhub vorgespannt, bis nach dem Abschalten der e- lektromagnetischen Erregung das Magnetfeld der Magnetspule 18 zusammenbricht (Entmagnetisierung). Dann wird die gegen- über der Rückstellfeder 1 steifere Ventilfeder 3 im Ventil- öffnungssinn wirksam, die das Ventilschließglied 5, den Topf 20, den Ventilstößel 4 und den Magnetanker 8 entgegen der Wirkung der zunächst schwachen Rückstellfeder 1 in Richtung der Endscheibe 9 beschleunigt. Diese Beschleunigung der aus dem Ventilschließglied 5, der Kappe 20, dem Ventilstößel 4 und dem Magnetanker 8 bestehenden Gesamtmasse findet vor- teilhaft nur so lange statt, bis das Ventilschließglied 5 zur Anlage an der Buchse 7 gelangt, so dass die ursprünglich auf den Ventilstößel 4, die Kappe 20 und den Magnetanker 8 wirksame Kraft der Ventilfeder 3 nur noch auf das an der Buchse 7 zur Ruhe gekommene Ventilschließglied 5 wirkt.

Folglich bewegt sich dann lediglich die um die Masse des Ventilschließgliedes 5 reduzierten Magnetanker-, Kappen-und Ventilstößelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entgegen der hubproportional ansteigenden Kraft der Rückstellfeder 1 in Richtung der Endscheibe 9 weiter. Mit zunehmender Kompressi- on der Rückstellfeder 1 und unter Berücksichtigung der vis- kosen Dämpfung des im Magnetankerraum befindlichen Druckmit- tels, erfährt der Magnetanker 8 und der Ventilstößel 4 wäh- rend des Dämpfungshubs eine Abbremsung bis zum Stillstand kurz vor der Endscheibe 9 oder unter extrem ungünstigen Be- dingungen (Trockenlauf, verschäumte Flüssigkeit) direkt an der Endscheibe 9, mit einer sich daran anschließenden, durch die Rückstellfeder 1 initiierten Umkehrung der Bewegungs- richtung des Magnetankers 8 und Ventilstößels 4 zurück in die abbildungsgemäße Ruhelage, in der der Ventilstößel 4 wieder am Ventilschließglied 5 anliegt. Hierbei ist zu be- achten, dass infolge den federnden Eigenschaften des Ventil- stößels 4 sowohl die in Richtung der Endscheibe 9 als auch nach erfolgter Bewegungsumkehr in Richtung des Ventil- schließgliedes 5 wirksame Impulskraft als auch das Auftreff- geräusch deutlich reduziert ist.

Bezugszeichenliste 1 Rückstellfeder 2 Hülse 3 Ventilfeder 4 Ventilstößel 5 Ventilschließglied 6 Magnetkern 7 Buchse 8 Magnetanker 9 Endscheibe 10 Ventilgehäuse 11 Stufenbohrung 12 Durchgangsbohrung 13 Federanschlag 14 Ventilsitz 15 Druckmitteleinlasskanal 16 Druckmittelauslasskanal 17 Backring 18 Magnetspule 19 Druckausgleichsbohrung 20 Kappe 21 Ausnehmung 22 Ventilsitzanschlag 23 Feder 24 Dichtring 25 Federteller 26 Rille 27 Querrille 28 Stufenbohrung