DE102009030887B4

DE102009030887B4 - Ventilanordnung

Info

Publication number: DE102009030887B4
Application number: DE102009030887.3A
Authority: DE
Inventors: Klaus Höfling; Karl Rüb
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2022-01-05
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: DE102009030887A1; IT1401094B1; ITMI20101105A1; CN101936421A

Abstract

Ventilanordnung mit einem von einer Magnetanordnung (2) elektromagnetisch betätigten Ventilteil und mit einer elektronischen Steuereinheit (1) zur Ansteuerung der Magnetanordnung (2), wobei an der Magnetanordnung (2) und an der Steuereinheit (1) ein elastisches Element (24) befestigt ist, über das die Magnetanordnung (2) und die Steuereinheit (1) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ein Elektronikgehäuse (1) und die Magnetanordnung ein Magnetgehäuse (2) hat, und wobei zumindest ein Vorsprung (18a, 18b) an dem Elektronikgehäuse (1) befestigt ist, während ein Halteelement (20) an dem Magnetgehäuse (2) befestigt ist, und wobei das elastische Element (24) den zumindest einen Vorsprung (18a, 18b) aufnimmt und von dem Halteelement (20) umgriffen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Ventilanordnungen haben ein Ventilteil, das aus einem Gehäuse und einem darin aufgenommenen Ventilkörper besteht. Der Ventilkörper ist über einen Anker im Gehäuse verschiebbar und positionierbar, wodurch die verschiedenen Funktionen des Ventils geschaltet und ggf. verschiedene Öffnungsquerschnitte eingestellt werden. Der Anker wird durch eine Magnetspule bewegt, die bei Bestromung eine Stellkraft gegen eine ebenfalls am Ventilkörper angreifende Feder aufbringt. Zur Steuerung der Ankerbewegung und der Ankerkräfte durch die Magnetspule ist an der Ventilanordnung eine elektronische Steuereinheit vorgesehen.
Nachteilig an derartigen Ventilanordnungen ist, dass Vibrationen und mechanischen Stöße, die auf die elektronische Steuereinheit einwirken, zu deren Ausfall führen können. Diese entstehen z.B. durch Beschleunigungen und Verzögerungen des Ankers in Verbindung mit dem Ventilkörper oder durch das durch die Ventilanordnung strömende Druckmittel, das Pulsationen einer Pumpe überträgt. Weiterhin können Vibrationen und mechanischen Stöße durch Schaltvorgänge benachbarter Ventilanordnungen oder durch Beschleunigungen oder Verzögerungen angeschlossener Aktoren entstehen.
In der Druckschrift WO 01/42691 A2 ist eine Ventilanordnung offenbart, bei der zwischen einem Magnetgehäuse und einem daran befestigten Steuereinheit ein dämpfendes Mittel angeordnet ist. Dieses ist flächig zwischen der Anlagefläche der Steuereinheit einerseits und der Anlagefläche des Magnetgehäuses andererseits angeordnet, wobei senkrecht zu den beiden Anlageflächen vier Schrauben zur Befestigung des dämpfenden Mittels vorgesehen sind.
Die Druckschrift US 2007/0 012 528 A1 offenbart eine Fahrzeugbremshydrauliksteuervorrichtung, bei der ein elastisches Element zwischen einem Gehäuse einer Steuereinheit und einem metallischen Körper mit mehreren elektromagnetischen Ventilen angeordnet ist.
In der Druckschrift DE 698 12 252 T2 ist eine Dichtungsvorrichtung für Kabel- und Rohrdurchgänge gezeigt.
Nachteilig an einer Ventilanordnung mit einem derartigen Dämpfer ist, dass nicht alle Schwingungsrichtungen ausreichend gedämpft werden.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Ventilanordnung zu schaffen, bei der Schwingungen und Stöße in allen möglichen Richtungen gedämpft werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Ventilanordnung nach Patentanspruch 1.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung hat ein von einer Magnetanordnung elektromagnetisch betätigtes Ventilteil und eine elektronische Steuereinheit zur Ansteuerung der Magnetanordnung. An der Magnetanordnung und an der Steuereinheit ist ein elastisches Element befestigt, über das die Magnetanordnung und die Steuereinheit miteinander verbunden sind. Dadurch entfällt gegenüber dem Stand der Technik jegliche starre Verbindung (Schrauben) zwischen dem Ventilteil und der elektronischen Steuereinheit, wodurch die Übertragung von Schwingungen und Impulsen auf die Steuereinheit deutlich abgeschwächt ist.
Die Steuereinheit hat ein Elektronikgehäuse und die Magnetanordnung ein Magnetgehäuse. Dabei ist zumindest ein Vorsprung an dem Elektronikgehäuse befestigt, während ein Halteelement an dem Magnetgehäuse befestigt ist. Das elastische Element nimmt dabei den zumindest einen Vorsprung form-, kraft- und/oder stoffschlüssig auf und ist seinerseits von dem Halteelement umgriffen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ventilanordnung kann das elastische Element vier Vorsprünge aufnehmen, die sich von einem an dem Elektronikgehäuse (1) befestigten Sockel nach außen erstrecken und in je eine Ausnehmung des elastischen Elements eintauchen, wobei das Halteelement entsprechend vier umgreifende Abschnitte aufweist. Damit ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Elektronikgehäuse und dem Magnetgehäuse geschaffen.
Dabei sind die Vorsprünge des Sockels vorzugsweise etwa 90° zueinander angeordnet und bilden eine umlaufende Schulter. Die Ausnehmungen des elastischen Elements sind entsprechend ebenfalls etwa 90° zueinander angeordnet. Das Halteelement und das elastische Element bilden jeweils einen etwa rechteckigen Rahmen. Dadurch ist die Verbindung optimiert und die Fertigung der Dämpferkomponenten vereinfacht.
Das elastische Element kann im Halteelement aufgenommen sein.
Die Ausnehmungen sind vorzugsweise Nuten mit etwa rechteckigem Querschnitt, wobei die Vorsprünge entsprechend einen etwa recheckigen Querschnitt haben. Die umgreifenden Abschnitte können einen etwa L-förmigen Querschnitt haben.
Zur einfachen Montage und lösbaren Verbindung des Elektronik- und des Magnetgehäuses kann das Halteelement über vier an seinen Ecken angeordneten Halteelement-Schrauben am Magnetgehäuse befestigt sein.
Der Sockel kann über vier Sockelschrauben am Elektronikgehäuse befestigt sein, von denen zwei etwa parallel und zwei etwa senkrecht zu den Halteelement-Schrauben angeordnet sind.
Das Ventilteil kann ein an dem Magnetgehäuse befestigtes Ventilgehäuse mit einem darin aufgenommen Ventilkörper haben, der mit einem Anker der Magnetanordnung verbunden und im Ventilgehäuse stetig verstellbar ist.
Wegen der vergleichsweise großen Ventile und der entsprechend starken Schwingungen und Stöße wird die erfindungsgemäße Ventilanordnung vorzugsweise in der Industriehydraulik eingesetzt.
Im Folgenden werden anhand der Figuren verschiede Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen:

1 einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung in einer perspektivischen Ansicht; und
2 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilanordnung im Schnitt.

1 zeigt einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung in einer perspektivischen Ansicht. Gezeigt sind ein Elektronikgehäuse 1 und ein Magnetgehäuse 2, während ein Ventilgehäuse nicht gezeigt ist.
An dem Ventilgehäuse sind hydraulische Anschlüsse vorgesehen, deren Steuerung über einen (ebenfalls nicht gezeigten) proportional verstellbaren Ventilschieber erfolgt. Diese Steuerung bzw. Einstellung erfolgt über einen Anker 4, der mit dem Ventilschieber verbunden ist und von einer im Magnetgehäuse 2 aufgenommenen (nicht gezeigten) Magnetspule entlang einer Schubachse 16 verschoben wird.
Die Ansteuerung der Magnetspule erfolgt über eine elektronische Steuereinheit (nicht gezeigt), die in dem Elektronikgehäuse 1 aufgenommen ist und mit der Magnetspule über (nicht gezeigte) elektrische Leitungen verbunden ist.
In einem Bereich zwischen dem Elektronikgehäuse 1 und dem Magnetgehäuse 2 ist ein Dämpfer vorgesehen, der erfindungsgemäß folgenden Aufbau hat: an der dem Magnetgehäuse 2 zugewandten (in 1) unteren Seite ist ein Adapter bzw. Sockel 6 mit vier Schrauben 8a, 8b am Elektronikgehäuse 1 befestigt. Der Sockel 6 hat einen etwa quaderförmigen Hauptabschnitt 10, an dessen einen kurzen Seite ein Befestigungsabschnitt 12 vorgesehen ist, der sich etwa parallel zu einer Unterseite des Elektronikgehäuses 1 erstreckt. Benachbart zur anderen kurzen Seite des Hauptabschnitts 10 ist am Elektronikgehäuse 1 ein Befestigungsabschnitt 14 vorgesehen, der von der Unterseite des Elektronikgehäuses 1 auskragt. In einem zum Befestigungsabschnitt 12 benachbarten Bereich des Elektronikgehäuses 1 sind zwei senkrecht zur Schubachse 16 des Ankers 4 angeordnete Durchgangslöcher 17 ausgebildet. An entsprechenden Stellen des Befestigungsabschnitts 12 sind zwei Gewindelöcher 17b ausgebildet, wobei sich die beiden Schrauben 8b durch die Durchgangslöcher 17 erstrecken und in die Gewindelöcher 17b eingeschraubt sind.
An der anderen kurzen Seite des Sockels 6 sind stirnseitig parallel zur Schubachse 16 des Ankers 4 (nicht gezeigte) Sacklöcher und am Befestigungsabschnitt 14 entsprechende Durchgangslöcher 14a angeordnet. Zwei Schrauben 8a, von denen in 1 nur eine dargestellt ist, erstrecken sich durch die Durchgangslöcher 14a und sind in die Sacklöcher des Sockels 6 eingeschraubt.
An den vier zum Magnetgehäuse 2 benachbarten Kanten des Hauptabschnitts 10 des Sockels 6 sind vier Vorsprünge 18a, 18b ausgebildet, die sich von der jeweiligen Stirnseite des Hauptabschnitts 10 über deren gesamte Länge nach außen erstrecken. Dabei sind die Übergangsbereiche zwischen den Vorsprüngen 18a, 18b derart ausgebildet und abgerundet, dass sich ein umlaufender Vorsprung 18a, 18b bzw. eine umlaufende Schulter ergibt.
An der dem Elektronikgehäuse 1 zugewandten Oberseite des Magnetgehäuses 2 ist ein im Wesentlichen rechteckiger Halterahmen 20 befestigt. An seinen vier Ecken sind Durchgangslöcher ausgebildet, die senkrecht zur Schubachse 16 verlaufen und durch die sich jeweils eine Schraube 22 erstreckt. Die vier Schrauben 22 sind in entsprechende Sacklöcher 23 des Magnetgehäuses 2 eingeschraubt. Die Köpfe der Schrauben 22 sind dabei in entsprechenden Vertiefungen des Halterahmens 20 aufgenommen.
Im Innern des Halterahmens 20 ist ein elastisches Element 24 aufgenommen und befestigt.
2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung in einer geschnittenen Ansicht orthogonal zur Schubachse 16.
Der Halterahmen 20 hat vier seitliche Abschnitte, von denen in 2 nur die beiden längeren seitlichen Abschnitte 26 dargestellt sind, und vier umgreifende Abschnitte, von denen in 2 ebenfalls nur die beiden längeren umgreifenden Abschnitte 28 dargestellt sind.
Gemäß 2 ergibt sich im Schnitt des Halterahmens 20 ein L-förmiges Profil, das von dem seitlichen Abschnitte 26 und dem umgreifenden Abschnitt 28 gebildet ist.
Wie bereits mit Bezug zur 1 erwähnt wurde, ist im Innern des Halterahmens 20 das ebenfalls rechteckige rahmenförmige elastische Element 24 form-, kraft- und/ oder stoffschlüssig aufgenommen. Es hat ein etwa U-förmiges Profil, wodurch sich an vier Innenseiten des elastischen Elements 24 jeweils eine etwa rechteckige Nut 27 ergibt. In diesen vier Nuten 27, von denen in 2 nur zwei dargestellt sind, ist jeweils ein Vorsprung 18a, 18b des Sockels 6 aufgenommen. Dadurch ergibt sich die form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen dem elastischen Element 24 und dem Sockel 6.
Erfindungsgemäß sind das Elektronikgehäuse 1 mit dem Sockel 6 und das Magnetgehäuse 2 mit dem Halterahmen 20 vergleichsweise starr ausgebildet und jeweils vergleichsweise starr miteinander verbunden, während das elastische Element 24 vergleichsweise leicht elastisch verförmbar ist. Da erfindungsgemäß keine Berührungspunkte zwischen dem Magnetgehäuse 2 und dem Elektronikgehäuse 1 bestehen, ist eine Übertragung von Vibrationen, Schwingungen oder Impulsen vom Magnetgehäuse 2 auf die im Innern des Elektronikgehäuses 1 aufgenommene Elektronik weitgehend verhindert..
Offenbart ist eine Ventilanordnung mit einem von einer Magnetanordnung elektromagnetisch betätigten Ventilteil und mit einer elektronischen Steuereinheit zur Ansteuerung der Magnetanordnung. An der Magnetanordnung und an der Steuereinheit ist ein elastisches Element befestigt, über das die Magnetanordnung und die Steuereinheit miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste

1: Elektronikgehäuse
2: Magnetgehäuse
4: Anker
6: Sockel
8a, 8b: Schraube
10: Hauptabschnitt
12, 14: Befestigungsabschnitt
14a: Durchgangesloch
16: Schubachse
17: Durchgangsloch
17b: Gewindeloch
18a, 18b: Vorsprung
20: Halterahmen
22: Schraube
24: elastisches Element
26: seitlicher Abschnitt
27: Nut
28: umgreifender Abschnitt

Claims

Ventilanordnung mit einem von einer Magnetanordnung (2) elektromagnetisch betätigten Ventilteil und mit einer elektronischen Steuereinheit (1) zur Ansteuerung der Magnetanordnung (2), wobei an der Magnetanordnung (2) und an der Steuereinheit (1) ein elastisches Element (24) befestigt ist, über das die Magnetanordnung (2) und die Steuereinheit (1) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ein Elektronikgehäuse (1) und die Magnetanordnung ein Magnetgehäuse (2) hat, und wobei zumindest ein Vorsprung (18a, 18b) an dem Elektronikgehäuse (1) befestigt ist, während ein Halteelement (20) an dem Magnetgehäuse (2) befestigt ist, und wobei das elastische Element (24) den zumindest einen Vorsprung (18a, 18b) aufnimmt und von dem Halteelement (20) umgriffen ist.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 1, wobei das elastische Element (24) vier Vorsprünge (18a, 18b) aufnimmt, die sich von einem an dem Elektronikgehäuse (1) befestigten Sockel (6) nach außen erstrecken und in je eine Ausnehmung (27) des elastischen Elements (24) eintauchen, und wobei das Halteelement (24) vier umgreifende Abschnitte (28) aufweist.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 2, wobei die Vorsprünge (18a, 18b) des Sockels (6) und die Ausnehmungen (27) des elastischen Elements (24) jeweils etwa 90° zueinander angeordnet sind, und wobei die Vorsprünge (18a, 18b) eine umlaufende Schulter bilden, und wobei das Halteelement (20) und das elastische Element (24) jeweils einen etwa rechteckigen Rahmen bilden.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 3, wobei das elastische Element (24) im Halteelement (20) aufgenommen ist.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 3 oder 4, wobei die Ausnehmungen Nuten (27) mit etwa rechteckigem Querschnitt sind, und wobei die Vorsprünge (18a, 18b) entsprechend einen etwa recheckigen Querschnitt haben, und wobei die umgreifenden Abschnitte (28) einen etwa L-förmigen Querschnitt haben.
Ventilanordnung nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, wobei das Halteelement (20) über vier an seinen Ecken angeordneten Halteelement-Schrauben (22) am Magnetgehäuse (2) befestigt ist.
Ventilanordnung nach Patentanspruch 6, wobei der Sockel (6) über vier Sockelschrauben (8a, 8b) am Elektronikgehäuse (1) befestigt ist, von denen zwei etwa parallel und zwei etwa senkrecht zu den Halteelement-Schrauben (22) angeordnet sind.
Ventilanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei das Ventilteil ein an dem Magnetgehäuse (2) befestigtes Ventilgehäuse mit einem darin aufgenommen Ventilkörper hat, der mit einem Anker (4) der Magnetanordnung verbunden und im Ventilgehäuse stetig verstellbar ist.
Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, die in der Industriehydraulik einsetzbar ist.