DE10359174A1

DE10359174A1 - Ventil zum Steuern von Fluiden

Info

Publication number: DE10359174A1
Application number: DE10359174A
Authority: DE
Inventors: Thilo Koeder; Massimiliano Ambrosi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-21
Also published as: FR2864196A1; FR2864196B1; US20050133753A1; US7134640B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern von Fluiden, umfassend ein Gehäuse (4), in welchem ein Anker (3) zur Betätigung eines Betätigungselements (5) angeordnet ist, und einen Ventileinsatz (2), welcher koaxial zum Anker (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anker (3) und dem Ventileinsatz (2) ein Zwischenelement (1) angeordnet ist, wobei das Zwischenelement (1) einen Innendurchmesser (D2) aufweist, welcher größer als ein Außendurchmesser (D1) des Ankers (3) oder des Ventileinsatzes (2) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern von Fluiden mit einem Anker zur Betätigung eines Betätigungsgliedes des Ventils und einem Koaxial zum Anker angeordneten Ventileinsatz.

Elektromagnetische Ventile sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Hierbei wird zur Sicherstellung der Funktion des Ventils zwischen dem Anker und dem Ventileinsatz eine Tauchstufe ausgebildet, so dass ein Teil zumindest teilweise in das andere Teil eintauchen kann. Bisher wurden derartige Tauchstufen, wie beispielsweise in der DE 197 33 660 A1 gezeigt, durch eine Drehbearbeitung mit sehr engen Toleranzen am Anker bzw. am Ventileinsatz ausgebildet. Dabei weist der Anker an seiner dem Ventileinsatz zugewandten Stirnseite einen am Außendurchmesser abgesetzten Vorsprung auf und der Ventileinsatz weist einen entsprechend ausgebildeten ringförmigen Randbereich auf, so dass der Anker in den Ventileinsatz eintauchen kann. Somit muss im Stand der Technik eine Bearbeitung sowohl der Stirnseite des Ankers als auch der Stirnseite des Ventileinsatzes durchgeführt werden, was aufgrund der Toleranzanforderungen sehr aufwendig und kostenintensiv ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil zum Steuern von Fluiden gemäß dem Patentanspruch weist demgegenüber den Vorteil auf, dass dieses Ventil sehr einfach aufgebaut ist und bei geringen Herstellungs- und Montagekosten bereitgestellt werden kann. Somit kann der Fertigungsaufwand für das Ventil erheblich verringert werden und weiterhin die Toleranzanforderungen an die einzelnen Bauteile reduziert werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass zwischen dem Anker und dem Ventileinsatz ein Zwischenelement angeordnet ist. Das Zwischenelement weist einen Innendurchmesser auf, welcher größer als ein Außendurchmesser des Ankers ist oder welcher größer als ein Außendurchmesser des Ventileinsatzes ist. Das jeweils andere Bauteil (Anker bzw. Ventileinsatz), welches nicht den größeren Außendurchmesser aufweist, weist einen Außendurchmesser auf, welcher kleiner ist als der Innendurchmesser des Zwischenelements. Dadurch können sich die beiden Bauteile relativ zueinander bewegen und das andere Bauteil mit dem kleineren Außendurchmesser kann in das Zwischenelement eintauchen. Somit wird durch das Zwischenelement die Tauchstufe am Ventil bereitgestellt, ohne dass aufwendige Bearbeitungsschritte am Anker bzw. am Ventileinsatz notwendig sind.

Vorzugsweise ist das Zwischenelement als Ringelement ausgebildet. Dadurch kann das Zwischenelement besonders einfach und kostengünstig bereitgestellt werden.

Besonders bevorzugt ist das Zwischenelement zumindest in gewissem Umfang flexibel ausgebildet. Es kann beispielsweise durch Ausbildung des Zwischenelements als Ringelement ermöglicht werden, welcher im Vergleich zu seinem Durchmesser nur eine geringe Höhe aufweist. Beispielsweise beträgt das Verhältnis Außendurchmesser zur Höhe des Ringes ca. 10 : 1. Dadurch kann eine gewisse Flexibilität des Rings bereitgestellt werden, so dass das Zwischenelement weiterhin auch in gewissen Bereichen einen radialen Versatz zwischen dem Anker und dem Ventileinsatz ausgleichen kann.

Besonders bevorzugt ist das Zwischenelement aus einem weichmagnetischen Material, z.B. Eisen, hergestellt. Bei Verwendung eines weichmagnetischen Materials kann weiterhin sichergestellt werden, dass der Verlauf der Magnetkraftkennlinien entsprechend geglättet wird, so dass magnetische Verluste verringert werden können.

Weiterhin bevorzugt ist das Zwischenelement mittels eines Stanzverfahrens hergestellt, so dass es besonders schnell und kostengünstig bereitgestellt werden kann.

Weiterhin bevorzugt weist das Zwischenelement eine Höhe auf, welche gleich oder größer ist als eine Hubhöhe der Relativbewegung zwischen dem Anker und dem Ventileinsatz. Dadurch kann ein Verklemmen des Zwischenelements mit dem beweglichen Bauteil sicher verhindert werden.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Ventil zum Steuern von Fluiden in einem Fahrdynamikregelsystem, wie z.B. den ESP-Systemen, ABS-Systemen oder ASR-Systemen verwendet. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Ventils ist jedoch nicht auf diese Anwendungen beschränkt. Das Ventil kann in allen hydraulischen und/oder pneumatischen Systemen verwendet werden, und insbesondere in Fahrzeugen verwendet werden.

Zeichnungen
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische Schnittansicht eines elektromagnetischen Ventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
2 eine schematische, perspektivische Ansicht des in 1 verwendeten Zwischenelements.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 zeigt schematisch ein elektromagnetisches Ventil, umfassend einen Ventileinsatz 2 einen Anker 3. Der Anker 3 ist in einem topfförmigen, hülsenartigen Gehäusebauteil 4 angeordnet. Das Gehäusebauteil 4 ist mittels Schweißen oder anderen Verbindungsverfahren mit dem Ventileinsatz 2 fest verbunden. Der Anker 3 ist mit einem Betätigungselement 5 verbunden und kann in bekannter Weise durch Bestromung bzw. Unterbrechen der Bestromung einer Magnetspule 7 bewegt werden, um einen Durchlass 8 freizugeben bzw. zu verschließen. Eine Rückstellfeder 6 stellt dabei die Rückstellung des Ankers 3 bzw. des Betätigungselements 5 in seine Ausgangsposition sicher.
Wie aus 1 ersichtlich, ist zwischen dem Anker 3 und dem Ventileinsatz 2, welche koaxial zueinander angeordnet sind, ein Zwischenelement 1 in Form eines Ringes angeordnet. Das Zwischenelement 1 weist einen Innendurchmesser D2 und eine Höhe H auf. Dabei ist der Innendurchmesser D2 des Zwischenelements 1 größer als ein Außendurchmesser D1 des Ankers 3. Zudem entspricht der Außendurchmesser des Zwischenelements 1 im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Ventileinsatzes 2. Dadurch liegt das Zwischenelement 1 an der zum Anker 3 zugewandten Stirnseite des Ventileinsatzes 2 auf. Durch das Vorsehen des Zwischenelements 1 kann beim Ventil eine Tauchstufe realisiert werden.
Bei der Montage wird das Zwischenelement 1 nach Einführen des Ankers in das Gehäuse 4 ebenfalls in das Gehäuse 4 eingefügt. Anschließend wird der Ventileinsatz 2 montiert. Um zu verhindern, dass das Zwischenelement 1 bei der Montage über den Anker 3 gezogen wird, weist das Gehäuse 4 einen sich verjüngenden Bereich auf, dessen kleinster Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Zwischenelements 1 ist. Eine alternative Möglichkeit wäre das Vorsehen eines Anschlags am Inneren des Gehäuses 4.
Wenn nun das Ventil bestromt wird, wird das aus einem weichmagnetischen Material hergestellte Zwischenelement 1 an den Ventileinsatz 2 angezogen und haftet fest an ihm. Dadurch wird einerseits die notwendige Tauchstufe für den Anker 3 realisiert und andererseits wird der Verlauf der Magnetkraftkennlinien entsprechend geglättet. Zusätzlich kann das Zwischenelement 1 noch eventuell vorhandene Rundlaufabweichungen zwischen der Ankerführung und dem Ventileinsatz ausgleichen.
Die Höhe H des Zwischenelements 1 ist weiterhin derart gewählt, dass nach der Montage der Anker 3 nicht mehr vollständig aus dem Zwischenelement 1 austauchen kann.
Dadurch kann mit Sicherheit verhindert werden, dass sich diese beiden Teile gegenseitig verklemmen.
Durch die Verwendung des ringförmigen Zwischenelements ist es somit nicht mehr notwendig, die zueinander gerichteten Stirnseiten des Ankers 3 und des Ventileinsatzes 2 mittels einer Feinbearbeitung zu bearbeiten bzw. die bisher für die Ausbildung einer Tauchstufe notwendigen spanenden Dreharbeiten auszuführen. Dadurch kann das erfindungsgemäße Ventil deutlich einfacher und kostengünstiger hergestellt werden als die bisher im Stand der Technik verwendeten Ventile.
Das beschriebene Ventil wird besonders bevorzugt in Fahrdynamikregelsystemen wie z.B. ESP-Systemen oder ASR-Systemen oder in ABS-Systemen verwendet.

Claims

Ventil zum Steuern von Fluiden umfassend ein Gehäuse (4), in welchem ein Anker (3) zur Betätigung eines Betätigungselements (5) angeordnet ist, und einen Ventileinsatz (2), welcher koaxial zum Anker (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anker (3) und dem Ventileinsatz (2) ein Zwischenelement (1) angeordnet ist, wobei das Zwischenelement (1) einen Innendurchmesser (D2) aufweist, welcher größer als ein Außendurchmesser (D1) des Anker (3) oder des Ventileinsatzes (2) ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (1) ein Ringelement ist.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (1) flexibel ausgebildet ist.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (1) aus einem weichmagnetischen Material hergestellt ist.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (1) mittels Stanzen hergestellt ist.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (1) eine Höhe (H) aufweist, welche gleich oder größer einer Hubhöhe der Tauchstufe des Ventils ist.
Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil in einem Fahrdynamikregelsystem verwendet wird.
Hydraulisches oder pneumatisches System umfassend ein Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.