DE102006003857A1

DE102006003857A1 - Magnetventil

Info

Publication number: DE102006003857A1
Application number: DE102006003857A
Authority: DE
Inventors: Harald Speer; Dietmar Kratzer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-08-02
Also published as: EP1981745A1; WO2007085316A1; US20090008587A1; CN101336186A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit einem Ventileinsatz (1) und einem über eine Stößelführung (11) im Ventileinsatz (1) beweglich geführten Stößel (2), welcher sich über eine Rückstellfeder (3) auf einem Ventilkörper (4) abstützt. Erfindungsgemäß sind Zentriermittel vorhanden, welche im Bereich der Rückstellfeder (3) so am Ventileinsatz (1) angeordnet sind, dass die Rückstellfeder (3) zentriert und stabilisiert ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Magnetventil nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Ein herkömmliches Magnetventil, insbesondere für ein Hydraulikaggregat, welches beispielsweise in einem Antiblockiersystem (ABS) oder einem Antriebsschlupfregelsystem (ASR-System) oder einem elektronischen Stabilitätsprogrammsystem (ESP-System) eingesetzt wird, ist in 7 dargestellt. Wie aus 7 ersichtlich ist, umfasst das herkömmliche stromlos offene Magnetventil 100 neben einer nicht dargestellten Magnetbaugruppe eine Ventilpatrone, welche eine Kapsel 106, einen Ventileinsatz 101, einen Stößel 102, eine Rückstellfeder 103 und einen Anker 107 umfasst. Bei der Herstellung des Magnetventils 100 werden die Kapsel 106 und der Ventileinsatz 101 der Ventilpatrone durch Pressen aufeinander gefügt und durch eine Dichtschweißung 108 wird die Ventilpatrone hydraulisch gegenüber der Atmosphäre abgedichtet. Zusätzlich nimmt der Ventileinsatz 101 die im hydraulischen System auftretenden Druckkräfte auf und leitet diese über einen Verstemmflansch 109 an einen nicht dargestellten Verstemmbereich auf einem Fluidblock weiter. Zudem nimmt der Ventileinsatz 101 den so genannten Ventilkörper 104 auf, welcher einen Ventilsitz 110 umfasst, in welchen der Stößel 102 dichtend eintaucht, um die Dichtfunktion des Magnetventils 100 umzusetzen. Wie weiter aus 7 ersichtlich ist, werden der Stößel 102 und die Rückstellfeder 103 im Ventileinsatz 101 geführt, wobei der Stößel 102 in einer Stößelführung 111 geführt ist und die Rückstellfeder 103 an einem Ende auf dem Stößel 102 radial geführt und zentriert ist und am anderen Ende auf dem Ventilkörper 104 axial geführt aufliegt. Der Strömungsweg des Fluids durch das Magnetventil ist schematisch durch eine Pfeilkette 105 dargestellt. Somit wirkt die Federkraft der Rückstellfeder 103 im Bereich der Strömungskräfte, welche aufgrund der Strömung auf die Windungen der Rückstellfeder 103 wirken. Dadurch kann es zu einer unerwünschten Beeinflussung des Federverhaltens durch die Strömung kommen. So kann es beispielsweise zum Abheben der Rückstellfeder 103 von ihrer Auflage am Ventilkörper 104 kommen, was mit einer entsprechenden (Kraft-)Wirkung auf den Ventilstößel 102 und einer unerwünschter Beeinflussung der Ventilfunktion verbunden sein kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Magnetventil mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass Zentriermittel vorhanden sind, welche im Bereich einer Rückstellfeder so an einem Ventileinsatz angeordnet sind, dass die Rückstellfeder zentriert und stabilisiert ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass Strömungskräfte, welche auf die Windungen der Rückstellfeder wirken, zu einem seitlichem Ausbrechen der Rückstellfeder führen können, oder die Rückstellfeder von einer Auflage abheben können bzw. die Windungen der Rückstellfeder relativ zueinander in Bewegung bzw. in Schwingungen versetzen können. Insbesondere wird durch die Zentriermittel ein nur axial an einem Ventilkörper anliegendes Federende zentriert und stabilisiert, ohne die Montierbarkeit und Einstellbarkeit des Magnetventils negativ zu beeinflussen.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Magnetventils möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Zentriermittel mindestens einen axial verlaufenden Zentriersteg umfassen, welcher in einer Innenbohrung des Ventileinsatzes angeordnet ist. Durch den mindestens einen Zentriersteg kann die Rückstellfeder beispielsweise über eine längere Strecke geführt werden, so dass die Rückstellfeder in vorteilhafter Weise nahezu über die gesamte Länge zentriert und stabilisiert wird.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetventils weist der mindestens eine axiale Zentriersteg eine an den Durchmesser der Rückstellfeder angepasste Führungsnut auf, deren Querschnittsform vorzugsweise einem Kreisabschnitt entspricht. Alternativ kann die Führung des Zentrierstegs auch als Sekante, d.h. als gerader Abschnitt ausgeführt sein. Durch die an die Rückstellfeder angepasste Form der Führungsnut kann die Führung der Rückstellfeder in vorteilhafter Weise weiter verbessert werden.

Die Zentriermittel können beispielsweise aus dem Material des Ventileinsatzes ausgeformt werden, d.h. einstückig mit dem Ventileinsatz ausgeführt werden. Der Ventileinsatz mit den Zentriermitteln ist beispielsweise als Drehteil oder als Kaltschlagteil herstellbar.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetventils weisen die Zentriermittel des Ventileinsatzes zur Zentrierung der Rückstellfeder drei axial verlaufende Zentrierstege auf, welche vorzugsweise einen mittleren Abstand von 120° zu einander aufweisen. Die ermöglicht in vorteilhafter Weise eine genauere Zentrierung der Rückstellfeder bei der Montage. Zusätzlich können die Zentriermittel eine montagerechte Einführschräge aufweisen, wodurch die Montage erleichtert wird. Die Zentriermittel sind beispielsweise so angeordnet, dass eine Unterseite der Zentriermittel immer einen Abstand zum Ventilkörper aufweist, um während eines Montageprozesses keinen Anschlag für den Ventilkörper zu bilden.

Zeichnung
Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie das zu deren besserem Verständnis oben erläuterte, herkömmliche Ausführungsbeispiel sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils,
2 eine schematische Querschnittdarstellung entlang einer Linie A-A aus 1 zur Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Ventileinsatzes,
3 eine schematische perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Ventileinsatzes,
4 eine schematische Draufsicht auf die zweite Ausführungsform des Ventileinsatzes gemäß 3,
5 eine schematische perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform des Ventileinsatzes,
6 eine schematische Draufsicht auf die dritte Ausführungsform des Ventileinsatzes gemäß 5, und
7 eine schematische Schnittdarstellung eines herkömmlichen Magnetventils.
Beschreibung
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein erfindungsgemäßes Magnetventil 20 neben einer nicht dargestellten Magnetbaugruppe eine Ventilpatrone, welche analog zum herkömmlichen Magnetventil 100 gemäß 7 eine Kapsel 6, einen Ventileinsatz 1, einen Stößel 2, eine Rückstellfeder 3 und einen Anker 7 umfasst. Bei der Herstellung des Magnetventils 20 werden die Kapsel 6 und der Ventileinsatz 1 der Ventilpatrone durch Pressen aufeinander gefügt und durch eine Dichtschweißung 8 wird die Ventilpatrone hydraulisch gegenüber der Atmosphäre abgedichtet. Zusätzlich nimmt der Ventileinsatz 1 die im hydraulischen System auftretenden Druckkräfte auf und leitet diese über einen Verstemmflansch 9 an einen nicht dargestellten Verstemmbereich auf einem Fluidblock weiter. Zudem nimmt der Ventileinsatz 1 den so genannten Ventilkörper 4 auf, welcher einen Ventilsitz 10 umfasst, in welchen der Stößel 2 dichtend eintaucht, um die Dichtfunktion des Magnetventils 20 umzusetzen. Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, werden der Stößel 2 über eine Stößelführung 11 und die Rückstellfeder 3 über Zentriermittel 12 im Ventileinsatz 1 geführt, wobei die Rückstellfeder 3 im Gegensatz zum herkömmlichen Magnetventil 100 nicht nur einseitig auf dem Stößel 2 zentriert ist, sondern durch die Zentriermittel 12 nahezu über die gesamte Länge zentriert und stabilisiert wird, so dass auch das andere Ende der Rückstellfeder 3 zentriert und stabilisiert ist, welches auf dem Ventilkörper 4 aufliegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Zentriermittel 12 des Ventileinsatzes 1 zur Zentrierung der Rückstellfeder 3 drei axial verlaufende Zentrierstege, welche innerhalb einer Innenbohrung des Ventileinsatzes 1 angeordnet sind und vorzugsweise einen mittleren Abstand von 120° zu einander aufweisen, wie aus der Querschnittdarstellung gemäß 2 ersichtlich ist. Um das Einführen der Rückstellfeder 3 zu erleichtern weisen die Zentrierstege 12 eine montagerechte Einführschräge 12.2 auf. Zudem sind die Zentrierstege so im Ventileinsatz 1 angeordnet, dass eine Unterseite 12.3 der Zentrierstege 12 einen Abstand zum Ventilkörper 4 aufweisen, so dass ein Anschlag des Ventilkörpers 4 während des Montageprozesses des Magnetventils 20 verhindert wird.
Durch die axialen Zentriermittel 12 wird in vorteilhafter Weise verhindert, dass es durch eine schematisch als Pfeilkette 5 dargestellte Strömung eines Fluids durch das Magnetventil 20 zu einer unerwünschten Beeinflussung des Federverhaltens kommt. So kann beispielsweise ein seitliches Ausbrechen der Rückstellfeder 3 und/oder ein Abheben der Rückstellfeder 3 vom Ventilkörper 4 und/oder eine Relativbewegung bzw. Schwingungen der Windungen der Rückstellfeder 3 verhindert werden.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 verschiedene Ausführungsformen des Ventileinsatzes 1 beschrieben. Wie aus 2 ersichtlich ist, sind die drei axialen Zentrierstege 12 einer ersten Ausführungsform des Ventileinsatzes 1 über eine Führungsnut 12.1 an den Durchmesser der Rückstellfeder 3 angepasst, wobei die Führungsnut 12.1 die Form eines Kreisabschnitts aufweist. Alternativ können die Führungen der axialen Zentrierstege 12 auch als gerade Abschnitte ausgeführt werden. Wie weiter aus 2 ersichtlich ist, sind die axialen Zentrierstege 12 aus dem Material des Ventileinsatz 1 ausgeformt, beispielsweise durch mehrere Bohrungen, wobei beispielsweise über eine mittlere Bohrung die Rückstellfeder 3 geführt ist und durch drei weitere Bohrungen Kanäle zur Fluidführung zur Verfügung gestellt werden.
3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform des Ventileinsatzes 1 mit drei schmalen axialen Zentrierstegen 12, welche durch ihre Abmessungen an den Durchmesser der Rückstellfeder 3 angepasst sind. Die zweite Ausführungsform des Ventileinsatzes 1 wird beispielsweise als Kaltschlagteil hergestellt, welches bei Bedarf spangebend nachbearbeitet wird.
5 und 6 zeigen eine dritte Ausführungsform des Ventileinsatzes 1 mit drei axialen Zentrierstegen 12, welche, analog zur ersten Ausführungsform gemäß 2, über eine Führungsnut 12.1 an den Durchmesser der Rückstellfeder 3 angepasst sind. Die Zentrierstege 12 weisen eine Querschnittsform auf, die einem Kreisringsegment entspricht. Die dritte Ausführungsform des Ventileinsatzes 1 wird beispielsweise als Drehteil hergesellt.

Claims

Magnetventil mit einem Ventileinsatz (1) und einem über eine Stößelführung (11) im Ventileinsatz (1) beweglich geführten Stößel (2), welcher sich über eine Rückstellfeder (3) auf einem Ventilkörper (4) abstützt, gekennzeichnet durch Zentriermittel (12), welche im Bereich der Rückstellfeder (3) so am Ventileinsatz (1) angeordnet sind, dass die Rückstellfeder (3) zentriert und stabilisiert ist.
Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriermittel (12) mindestens einen axial verlaufenden Zentriersteg umfassen, welcher in einer Innenbohrung des Ventileinsatz (1) angeordnet ist.
Magnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine axiale Zentriersteg (12) eine an den Durchmesser der Rückstellfeder (3) angepasste Führungsnut (12.1) aufweist, deren Form vorzugsweise einem Kreisabschnitt entspricht.
Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriermittel (12) aus dem Material des Ventileinsatz (1) ausgeformt sind.
Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinsatz (1) mit den Zentriermitteln (12) als Drehteil herstellbar ist.
Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinsatz (1) mit den Zentriermitteln (12) als Kaltschlagteil herstellbar ist.
Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriermittel (12) des Ventileinsatzes (1) zur Zentrierung der Rückstellfeder (3) drei axial verlaufende Zentrierstege umfassen, welche vorzugsweise einen mittleren Abstand von 120° zu einander aufweisen.
Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriermittel (12) eine montagerechte Einführschräge (12.2) aufweisen, wobei jeweils eine Unterseite (12.3) der Zentriermittel (12) einen Abstand zum Ventilkörper (4) aufweist.