DE10208996B4

DE10208996B4 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE10208996B4
Application number: DE2002108996
Authority: DE
Inventors: Dietmar Sommer; Thilo Koeder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: DE10208996A1

Abstract

Elektromagnetventil, mit einem Veritileinsatz (18) und einem Ankerraum (21), der sich an den Ventileinsatz (18) anschließt und in dem ein Magnetanker (23) längsbeweglich geführt ist, welcher mit einem Stößel (24) verbunden ist, der den Ventileinsatz (18) durchgreift und mit einem Ventilschließglied (16) ausgebildet ist, das in einem Ventilraum (20) angeordnet ist und mit einem an einem Ventilkörper (12) ausgebildeten Ventilsitz (15) zusammenwirkt, wobei ein rohrförmiger Einsatz (27) konzentrisch zum Stößel (24) angeordnet ist und eine Durchströmung des Ankerraums (21) mit Fluid bewirkt, wobei an der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes (27) mindestens ein Strömungskanal (32) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auch an der Innenseite des rohrförmigen Einsatzes (27) mindestens ein Strömungskanal (30) angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Elektromagnetventil gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.
Ein derartiges Elektromagnetventil ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 36 494 A1 bekannt und kann beispielsweise bei einer elektrohydraulischen Bremse (EHB) als Auslaßventil eingesetzt werden, das stromab eines einem Fahrzeugrad zugeordneten Radbremstopfes in einem Hydroaggregat angeordnet ist.
Das bekannte Elektromagnetventil umfaßt einen Ventileinsatz, an den sich ein Ankerraum anschließt, in dem ein Magnetanker längsbeweglich geführt ist. Der Magnetanker ist mit einem Stößel lose verbunden, welcher den Ventileinsatz durchgreift und an dem ein Ventilschließglied ausgebildet ist, welches in einem Ventilraum angeordnet ist und mit einem an einem Ventilkörper ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt.
Bei diesem Ventil besteht beim Einsatz als Auslaßventil einer elektrohydraulischen Bremse das Problem, daß bei einem schnellen Druckabbau, d. h. einem schnellen Lösen der Bremse, bei unzureichender Entlüftung laute knarzende und damit störende Geräusche entstehen können.
In der Offenlegungsschrift DE 100 36 577 A1 wird ein elektromagnetisch bestätigtes Ventil, insbesondere für hydraulische Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen beschrieben. Das beschriebene Elektromagnetventil umfasst einen Ventileinsatz und einen Ankerraum, der sich an den Ventileinsatz anschließt und in dem ein Magnetanker längsbeweglich geführt ist, welcher mit einem Strößel verbunden ist, der den Ventileinsatz durchgreift und mit deinem Ventilschließglied ausgebildet ist, das in einem Ventilraum angeordnet ist und mit einem an einem Ventilkörper ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Zudem ist ein rohrförmiger Einsatz vorgesehen, der konzentrisch zum Stößel angeordnet ist und eine Durchströmung des Ankerraums mit Fluid bewirkt, wobei an der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes mindestens ein Strömungskanal angeordnet ist.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Elektromagnetventil so zu gestalten, dass eine Zwangsdurchströmung des gesamten Ventilraums ermöglicht wird, um eine schnelle und effiziente Entlüftung des Ventils und damit Geräuschreduktion zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch ein Elektromagnetventil gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das Elektromagnetventil, das einen rohrförmigen Einsatz aufweist, der konzentrisch zu dem Stößel angeordnet ist und der eine Durchströmung des Ankerraums mit Fluid bewirkt, weist demgegenüber den Vorteil auf, daß der Ankerraum einer Zwangsdurchströmung ausgesetzt ist, womit eine schnelle und effiziente Entlüftung des Ventils gewährleistet ist. Dabei wird gegenüber dem Stand der Technik vorteilhafterweise auch eine deutliche Verringerung der auftretenden Geräusche erzielt.
Erfindungsgemäß ist an der Innenseite und der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes jeweils mindestens ein Strömungskanal angeordnet. Der Strömungskanal an der Innenseite des rohrförmigen Einsatzes dient dabei zum Transport von Fluid in den Ankerraum, wohingegen der an der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes angeordnete Strömungskanal zum Transport von Fluid vom Ankerraum in den Ventilraum dient. Vorzugsweise sind an der Innenseite und der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes jeweils zwei oder auch vier Strömungskanäle angeordnet.
Zweckmäßig ist es, wenn die Strömungskanäle so angeordnet sind, daß der Querschnitt des rohrförmigen Einsatzes und des Stößels jeweils spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Dies führt zu einer besonders wirkungsvollen Durchströmung des Ankerraums.
Bei dem Elektromagnetventil nach der Erfindung kann es sich grundsätzlich um ein für beliebige Zwecke einsetzbares Elektromagnetventil handeln. Vorteilhaft findet das Elektromagnetventil nach der Erfindung jedoch bei einer elektrohydraulischen Bremse als Auslaßventil Anwendung, das zwischen einem einem Kraftfahrzeugrad zugeordneten Radbremstopf und einem Druckmittelspeicher eines Hydroaggregats angeordnet ist und zum Druckabbau in dem Radbremstopf eingesetzt wird. Die in dem Ventil auftretenden Drücke können in diesem Falle bis zu 250 bar betragen.
Denkbar ist es natürlich auch, das Elektromagnetventil gemäß der Erfindung als Einlaßventil einer elektrohydraulischen Bremse einzusetzen.
Der rohrförmige Einsatz, der in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung als separates Bauteil ausgebildet ist, ist zweckmäßigerweise fest in den Ventileinsatz eingepreßt, und zwar derart, daß der Ventileinsatz im Bereich des Stößels von dem rohrförmigen Einsatz durchgriffen ist. Dadurch entstehen keine Nebenluftspalte in dem Magnetkreis.
Der rohrförmige Einsatz ist vorzugsweise aus dem gleichen Material wie der Ventileinsatz gefertigt, so daß ein Verlust an Polfläche im wesentlichen ausgeschlossen ist. Der Ventileinsatz und der rohformige Einsatz bestehen mithin aus einem magnetisierbaren Werkstoff.
Um eine gute und zuverlassige Durchströmung des Ankerraums mit Fluid zu gewährleisten, weist der rohrförmige Einsatz bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektromagnetventils im Bereich des Ventilschließglieds einen trichterförmigen Endbereich auf. Dies bewirkt, daß im Bereich des Ventilschließglieds bzw. des Ventilsitzes stromendes Fluid durch den rohrförmigen Einsatz wirkungsvoll eingefangen und in den Ankerraum gefördert wird.
Um einen Druckausgleich in dem Ventilraum gewährleisten zu können, ist der rohrförmige Einsatz vorteilhafterweise von dem Ventilkörper beabstandet angeordnet. Es liegt also in diesem Falle ein Spalt zwischen dem rohrförmigen Einsatz und dem Ventilkörper vor. Durch eine solche Ausgestaltung können Störungen im Ventilverhalten vermieden werden. Falls der Druckausgleich nämlich nicht gewährleistet ist, kann sich im Bereich des Ventilschließglieds gegebenenfalls ein Staudruck aufbauen, der auf den Anker übertragen wird und eventuell eine gezielte Regelung des Elektromagnetventils verhindert.
Der Stößel, der als sogenannter Kleeblattstoßel ausgebildet sein kann, begrenzt bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform des Elektromagnetventils nach der Erfindung zusammen mit dem rohrförmigen Einsatz die an der Innenseite des rohrformigen Einsatzes angeordneten Stromungskanale. Diese Strömungskanale haben zweckmaßig den gleichen Strömungsquerschnitt wie die Stromungskanale, die an der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes angeordnet sind.
Der Umfang des rohrförmigen Einsatzes kann so bearbeitet sein, daß die Stromungskanale an der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes beispielsweise von einer Langsnut oder auch von einer Abflachung am Umfang des rohrförmigen Einsatzes gebildet sind.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Ein Ausfuhrungsbeispiel des Elektromagnetventils nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen
1 einen Längsschnitt durch ein Elektromagnetventil nach der Erfindung; und
2 einen Schnitt durch das Elektromagnetventil nach 1 entlang der Linie II-II in 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Zeichnung ist ein Elektromagnetventil 10 dargestellt, das Bestandteil einer elektrohydraulischen Bremse ist und als sogenanntes Auslaßentil ausgebildet ist, das stromab eines nicht näher dargestellten Radbremstopfes und stromauf eines ebenfalls nicht näher dargestellten Druckmittelbehälters in einem Hydroaggregat angeordnet ist und zur Steuerung bzw. zur Entlastung des Radbremstopfes von Bremsflüssigkeit dient.
Das Elektromagnetventil 10 ist stromaufseitig über einen ersten, als Einlaß dienenden Anschluß 11, der an einem Ventilkörper 12 ausgebildet ist, mit dem Radbremstopf verbunden. Stromabseitig ist das Elektromagnetventil 10 über eine als Auslaß dienende Bohrung 13 mit dem Druckmittelbehälter verbunden.
Der Ventilkörper 12 hat einen zylindrischen Vorsprung 14, an dem ein Ventilsitz 15 ausgebildet ist, der mit einem Ventilschließglied 16 zusammenwirkt und so eine Steuerung des von dem Einlaß 11 zu dem Auslaß 13 stromenden Fluids bewirkt.
Der Ventilkörper 12 ist über eine Hülse 17, in welcher der Auslaß 13 ausgebildet ist, mit einem Ventileinsatz 18 verbunden, an dem ein Flansch 19 zur Befestigung an dem Hydroaggregat ausgebildet ist. Der Ventileinsatz 18, die Hülse 17 und der Ventilkörper 12 begrenzen einen Ventilraum 20, in dem das Ventilschließglied 16 angeordnet ist.
An der dem Ventilkorper 12 abgewandten Seite schließt sich an den Ventileinsatz 18 ein Ankerraum 21 an, der von einer auf den Ventileinsatz 18 aufgepreßten Kappe 22 begrenzt ist und in dem ein Magnetanker 23 axial verschieblich geführt ist.
Der Magnetanker 23 dient zur Betätigung des Ventilschließglieds 16 und ist hierzu mit einem Stößel 24 verbunden, welcher den Ventileinsatz 18 axial durchgreift und bei welchem an dem dem Magnetanker 23 abgewandten Ende das Ventilschließglied 16 ausgebildet ist. Das Ventilschließglied 16 stellt im vorliegenden Fall ein an dem Stoßel 24 befestigtes, separates Bauteil dar, welches in eine axiale Bohrung des Stößels 24 eingesetzt ist. Das Ventilschließglied 16 kann bei einer alternativen Ausführung aber auch einstückig mit dem Stößel 24 ausgebildet sein.
Das Ventilschließglied 16 und damit der Stößel 24 und der Magnetanker 23 sind mittels einer Spiralfeder 25, welche sich an der Stirnseite des zylindrischen Vorsprungs 26 des Ventilkörpers 12 abstützt, in Richtung der Kappe 22 vorgespannt. Dies bedeutet, daß das Magnetventil 10 im unbetätigten Zustand geöffnet ist.
Des weiteren ist der Ventileinsatz 18 in axialer Richtung von einem rohr- bzw. trompetenförmigen Einsatz 27 durchgriffen, der aus einem Rohrbereich 28 mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenseite und einem trichterförmigen Endbereich 29 besteht, der im Bereich des Ventilschließglieds 16 ausgebildet ist und den zylindrischen Vorsprung 14 des Ventilkörpers 12 überkragt, jedoch von dem Ventilkorper 12 beabstandet ist. Der Einsatz 27 durchgreift den Ventileinsatz 18 uber dessen gesamte Länge, wodurch keine weiteren Nebenluftspalte im Magnetkreis entstehen. Der rohrförmige Einsatz 27 ist in den Ventileinsatz 18 eingepreßt.
Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, ist der Stößel 24, welcher längsbezüglich in dem Einsatz 27 geführt ist, vorliegend als ein Nuten aufweisender sogenannter Kleeblattstößel ausgebildet. Dieser bildet zusammen mit dem Rohrbereich 28 des Einsatzes 27 vier erste, jeweils um 90° zueinander versetzten Stromungskanäle 30, welche mittels des trichterförmigen Endbereichs 29 eingefangene Bremsflussigkeit von dem Ventilraum 20 zu dem Ankerraum 21 transportieren.
Am Umfang bzw. an der Außenseite ist der Rohrbereich 28 des Einsatzes 27 mit vier axial ausgerichteten, jeweils um 90° zueinander versetzten Abflachungen 31 ausgebildet, die zusammen mit dem Einsatz 18 zweite Strömungskanale 32 begrenzen, uber die Bremsflussigkeit von dem Ankerraum 21 zu dem Ventilraum 20 und damit zu dem Auslaß 13 transportiert werden kann. Die Strömungsquerschnitte der ersten Strömungskanäle 30 entsprechen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen den Strömungsquerschnitten der zweiten Strömungskanäle 32.
Mittels des trichterförmigen Endbereichs 29 wird die Bremsflüssigkeit gezielt in die von den Nuten des Kleeblattstößels 24 und dem Rohrbereich 28 begrenzte ersten Strömungskanäle 30 gelenkt und über diese in den Ankerraum 21 und von dort uber die zweiten Stromungskanale 32 in den Ventilraum 20 geführt, so daß eine Zwangsdurchströmung des Ankerraums 21 erfolgt. Diese Art der Durchstromung erzeugt vorteilhafterweise eine rasche Entluftung des Elektromagnetventils 10 beim Offnen. Dies führt wiederum zu einer geringen Gerauschentwicklung.

Claims

Elektromagnetventil, mit einem Veritileinsatz (18) und einem Ankerraum (21), der sich an den Ventileinsatz (18) anschließt und in dem ein Magnetanker (23) längsbeweglich geführt ist, welcher mit einem Stößel (24) verbunden ist, der den Ventileinsatz (18) durchgreift und mit einem Ventilschließglied (16) ausgebildet ist, das in einem Ventilraum (20) angeordnet ist und mit einem an einem Ventilkörper (12) ausgebildeten Ventilsitz (15) zusammenwirkt, wobei ein rohrförmiger Einsatz (27) konzentrisch zum Stößel (24) angeordnet ist und eine Durchströmung des Ankerraums (21) mit Fluid bewirkt, wobei an der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes (27) mindestens ein Strömungskanal (32) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auch an der Innenseite des rohrförmigen Einsatzes (27) mindestens ein Strömungskanal (30) angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Einsatz (27) in den Ventileinsatz (18) eingepresst ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Einsatz (27) im Bereich des Ventilschließglieds (16) einen trichterförmigen Endbereich (29) hat.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Einsatz (27) von dem Ventilkörper (12) beabstandet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der trichterförmige Endbereich (29) einen Ventilkörpervorsprung (14) überkragt, an dem der Ventilsitz (15) ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Strömungskanals (30) an der Innenseite des rohrförmigen Einsatzes (27) im Wesentlichen demjenigen des Strömungskanals (32) an der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes (27) entspricht.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (32) an der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes (27) von einer Längsnut des rohrförmigen Einsatzes (27) gebildet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (32) an der Außenseite des rohrförmigen Einsatzes (27) von einer Abflachung (31) am Umfang des rohrförmigen Einsatzes (27) gebildet ist.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (24) als Kleeblattstößel ausgebildet ist, der zusammen mit dem rohrförmigen Einsatz (27) den mindestens einen Strömungskanal (30) an der Innenseite des rohrförmigen Einsatzes (27) begrenzt.