DE19611832B4

DE19611832B4 - Sitzventil

Info

Publication number: DE19611832B4
Application number: DE1996111832
Authority: DE
Inventors: Stefan A. Drumm; Johann Jungbecker; Manfred Rüffer; Lothar Schiel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2016-03-27
Also published as: DE19611832A1

Abstract

Sitzventil für die Steuerung eines Pneumatik- oder Hydraulikdrucks, insbesondere für die Verwendung in Kraftfahrzeugbremsanlagen, bestehend aus einem Ventilschließglied, einem Magnetanker, einer Feder, die das Ventilschließglied mit einer bestimmten Vorspannung gegen einen mit einem Ventilgehäuse verbundenen Ventilsitz drückt, einem in einer dünnwandigen Ventilhülse eingepaßten Magnetkern und einer an der Ventilhülse angeordneten Ventilspule, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (5) einen Magnetankerstößel (6) aufweist, der mit seinem Endabschnitt einen Endabschnitt des Ventilschließgliedes (9) berührt, und daß die einander berührenden Endabschnitte in einem Zentrierkörper (13) geführt sind, der mit einem zentrisch zum Ventilsitz (11) im Ventilgehäuse (10) ausgerichteten Führungskörper (14) das Ventilschließglied (9) am Ventilsitz (11) zentriert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sitzventil für die Steuerung eines Pneumatik- oder Hydraulikdruckes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 40 30 571 A1 ist bereits ein stromlos geschlossenes Sitzventil für die Steuerung eines hydraulischen Drucks bekannt geworden, bestehend aus einem Magnetanker, an dem ein Ventilschließglied angebracht ist, mit einer Feder, die das Ventilschließglied mit einer bestimmten Vorspannung gegen einen Ventilsitz drückt, der im Ventilgehäuse befestigt ist, mit einem Magnetkern, der in einer dünnwandigen Ventilhülse gehalten ist und mit einer Ventilspule, die an der Ventilhülse befestigt ist.

Die Einstellung des Öffnungsdruckes durch den Einbau der zwischen dem Magnetanker und dem Magnetkern positionierten Feder erfordert die Einhaltung enger Fertigungstoleranzen sowohl für die Feder als auch für die mit der Feder korrespondierenden Ventilbauteile, was durch entsprechend eng tolerierte Auswahl der Bauteile zu einer kostenintensiven Maßnahme führt. Ferner führt eine elektromagnetische Erregung des Ventils zu einem Querversatz des Ventilschließgliedes, der durch die Anordnung eines das Ventilschließglied radial umgreifenden Führungskörpers in Nähe des Ventilsitzes begrenzt wird. Dieser Querversatz behindert die einwandfreie, reibungsminimierte Zentrierung des Ventilschließgliedes gegenüber dem Ventilsitz.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein stromlos geschlossenes Sitzventil der voran beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß mit möglichst geringem Mitteleinsatz das Ventilschließglied möglichst querkraftfrei gegenüber dem Ventilsitz ausgerichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Sitzventil der gattungsbildenden Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.

Es zeigt die einzige 1 in vergrößertem Maßstab ein stromlos geschlossenes Sitzventil für die Steuerung eines Pneumatik- oder Hydraulikdrucks . Das Sitzventil weist einen Magnetanker 5 auf, der mit einem Magnetankerstößel 6 verbunden ist. Der Magnetankerstößel 6 steht unter Wirkung einer Feder 1, die sich an einem zylinder- oder hülsenförmigen Anschlag 3 im Magnetkern 2 abstützt. Der Magnetkern 2 ist vorzugsweise mittels einer Verstemmung ortsfest in der Ventilhülse 4 befestigt, während der Anschlag 3 innerhalb einer Stufenbohrung 8 des Magnetkerns 2 in gewissen Grenzen axial beweglich angeordnet ist, solange der Anschlag 3 nicht unter Einwirkung einer äußeren Kraft fixiert wird. Im Montagezustand der in 1 abgebildeten Bauteile des Ventils liegt in jedem Falle der Anschlag 3 mit seiner von der Feder 1 abgewandten Stirnfläche am domförmigen Innenbereich der Ventilhülse 4 an. Das vom Anschlag 3 abgewandte Federende stützt sich an einem als Führungshülse 7 ausgeführten Teil am Magnetankerstößel 6 ab, der in die Stufenbohrung 8 des Magnetkerns 2 hineinragt und dort geführt ist. Der Anschlag 3, die Feder 1 und die Füh rungshülse 7 sind somit in der Stufenbohrung 8 des Magnetkerns 2 platzsparend angeordnet, wobei die Stufenbohrung 8 im Bereich ihrer Bohrungsstufe den stößelförmigen Fortsatz des Magnetankers 5 führt. Der Anschlag 3 wird form- als auch kraftschlüssig zwischen der Ventilhülse 4 und dem Magnetkern 2 gehalten. Im einzelnen sind zur Einstellung des Anschlags 3 die nachfolgend erläuterten Montageschritte vorgesehen. Es sind dies im einzelnen, daß die dem Magnetanker 5 zugehörigen Teile, wie der Magnetankerstößel 6 und die Führungshülse 7 mit der Feder 1 und dem Anschlag 3 in die Stufenbohrung 8 des Magnetkerns 2 eingesetzt und diese nach vollzogener Bestückung in die Ventilhülse 4 eingeschoben werden. Es folgt das Einsetzen eines das Ventilschließglied 9 führenden Zentrierkörpers 13 in das Ventilgehäuse 10 nach vorangegangener Befestigung des zentrisch zum Ventilsitz 11 angeordneten Führungskörpers 14 und einer sich zwischen dem Führungskörper 14 und dem Ventilschließglied 9 abstützenden Rückstellfeder 15 im Ventilgehäuse 10 , wonach eine druckmitteldichte Verbindung zwischen dem Ventilgehäuse 10 und der Ventilhülse 4 hergestellt wird. Im vorliegenden Beispiel ist die Ventilhülse 4 im offenen Endbereich (Wurzelbereich) mittels einer Verstemmung des Ventilgehäuses 10 befestigt. Weiterhin geht aus der Zeichnung hervor, daß der Zentrierkörper 13 im wesentlichen eine Scheibenkontur hat. Die Dicke des Zentrierkörpers 13 ist derart bemessen, daß sowohl das Ventilschließglied 9 als auch der Magnetankerstößel 6 an ihren einander zugewandten Schaftenden jederzeit innerhalb der rotationssymetrischen Führungsöffnung des Zentrierkörpers 13 verharren. Eine elektromagnetische Erregung des Ventils führt allenfalls zu einer sehr kleinen Querverlagerung des Magnetankerstößels 6 entsprechend dem engtolerierten Spiel in der Führungsöffnung 16. Da die Kontaktflächen des Ventilschließgliedes 9 und des Magnetankerstößels 6 sich im wesentlichen ballig und damit kleinflächig einander berühren, ergibt sich nur eine sehr kleine Querkraftübertragungsfläche, die keinen maßgeblichen Einfluß zur Übertragung einer Querbewegung auf das Ventilschließglied 9 ausübt. Die sich zwischen einem Bund 17 des stößelförmigen Ventilschließgliedes 9 und dem Führungskörper 14 am Ventilsitz 11 abstützende Rückstellfeder 15 ist derart dimensioniert, daß der Kontakt zwischen dem Magnetankerstößel 6 und dem Ventilschließglied 9 gewährleistet bleibt sowie unerwünschte mechanische Schwingungen der Ventilbetätigung vermieden werden. Der Zentrierkörper 13 ist in die Ventilaufnahmebohrung des Ventilgehäuses 10 vorzugsweise fluchtend zum Ventilsitz 11 eingepreßt. Er wird auf seiner Unterseite von einem Ringfilter und auf der Oberseite vom versteifend wirkenden Ringteil an der Ventilhülse 4 begrenzt. Zwecks ungehindertem hydraulischem bzw. pneumatischen Druckausgleich der Hohlräume zu beiden Seiten des Zentrierkörpers 13 weist dieser eine Druckausgleichsöffnung 18 auf. Der Magnetankerstößel 6 ist sowohl im Zentrierkörper 13 als auch am entgegengesetzten Endabschnitt im Magnetkern 2 gelagert. Gleichfalls ist das Ventilschließglied 9 im Zentrierkörper 13 und an seinem anderen Ende im Führungskörper 14 gelagert. Der Zentrierkörper 13 hat gegenüber dem Führungskörper 14 einen Axialabstand, der kleiner als die Länge des Ventilschließgliedes 9 ist. Es ergibt sich vorteilhaft für jedes der beiden beschriebenen Betätigungsteile eine Zweifachlagerung, obwohl nur die bisher bekannten beiden Lagerstellen (Führungskörper 14, Lageröffnung im Magnetkern 2) um eine Lagerstelle (Zentrierkörper 13) ergänzt wurden.
Nach Montage der vorbeschriebenen Teile, erfolgt zur Einstellung des Anschlags 3 in der Stufenbohrung 8 eine von außen auf den Ventildom einwirkende plastische Verformung, die über den Anschlag 3, über die Feder 1, die Führungshülse 7 und den Magnetankerstößel 6 zu einer Verschiebung des Ventilschließglie des 9 auf seinen Ventilsitz 11 im Ventilgehäuse 10 führt. Dieser Einstellvorgang kann relativ einfach durch die Beobachtung der Veränderung eines Volumendurchsatzes am Ventilschließglied 9 überwacht werden, der beim Erreichen der Ventilschließstellung unterbrochen wird und sich in Form eines konstanten Drucks vor dem Ventil in der Höhe des Einstelldrucks der Feder 1 niederschlägt. Die Federvorspannung wird deshalb durch eine Verformung des Ventildoms nur so lange erhöht, bis der Volumenstrom am Ventilschließglied 9 endet. Besonders einfach und ökologisch sinnvoll erfolgt die Einstellung der Federvorspannkraft durch die Einleitung und Beobachtung eines pneumatischen Prüfmediums in den Druckmittelzulauf- und ablaufkanal im Ventilgehäuse 10, vorzugsweise mittels Luft. Damit wird auf überraschend einfache Weise durch das Eindrücken des geschlossenen Endes an der Ventilhülse 4 in Richtung des Anschlags 3 eine einfache, präzise Justierung der Feder 1 nach vollzogenem Zusammenbau des Ventils möglich, mit den Vorteilen einer Zulässigkeit von größeren Fertigungstoleranzen und besseren Ausnutzbarkeit des Kraftangebots des Elektromagneten. Um unter allen Umständen eine unerwünschte Rückverformung des Ventildoms bei entsprechend hohem Arbeitsdruck des Ventils zu gewährleisten, sieht die Erfindung vor, daß der Magnetkern 2 nach Erreichen der Ventilschließstellung im Bereich des Anschlags 3 durch Radialverformung der Ventilhülse 4 derart mitverformt wird, daß zwischen dem Anschlag 3 und dem Magnetkern 2 eine Preßpassung entsteht. Zur sicheren Befestigung des Magnetkerns 2 in der Ventilhülse 4 als auch zur günstigen Übertragung der Verstemmkraft auf den Anschlag 3 ist der Magnetkern 2 auf Höhe des Anschlags 3 abschnittsweise im Querschnitt geschwächt, so daß bei Ausübung einer Verstemmkraft das dünnwandige Material der Ventilhülse 4 in die örtlich geschwächten Bereiche des Magnetkerns 2 eindringen kann.

1: Feder
2: Magnetkern
3: Anschlag
4: Ventilhülse
5: Magnetanker
6: Magnetankerstößel
7: Führungshülse
8: Stufenbohrung
9: Ventilschließglied
10: Ventilgehäuse
11: Ventilsitz
12: Ventilspule
13: Zentrierkörper
14: Führungskörper
15: Rückstellfeder
16: Führungskörper
17: Bund
18: Druckausgleichsöffnung

Claims

Sitzventil für die Steuerung eines Pneumatik- oder Hydraulikdrucks, insbesondere für die Verwendung in Kraftfahrzeugbremsanlagen, bestehend aus einem Ventilschließglied, einem Magnetanker, einer Feder, die das Ventilschließglied mit einer bestimmten Vorspannung gegen einen mit einem Ventilgehäuse verbundenen Ventilsitz drückt, einem in einer dünnwandigen Ventilhülse eingepaßten Magnetkern und einer an der Ventilhülse angeordneten Ventilspule, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (5) einen Magnetankerstößel (6) aufweist, der mit seinem Endabschnitt einen Endabschnitt des Ventilschließgliedes (9) berührt, und daß die einander berührenden Endabschnitte in einem Zentrierkörper (13) geführt sind, der mit einem zentrisch zum Ventilsitz (11) im Ventilgehäuse (10) ausgerichteten Führungskörper (14) das Ventilschließglied (9) am Ventilsitz (11) zentriert.
Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierkörper (13) in einer Öffnung des Ventilgehäuses (10) fluchtend zum Ventilsitz (11) ausgerichtet ist.
Sitzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierkörper (13) gegenüber dem Führungskörper (14) einen Axialabstand hat, der kleiner ist als die Länge des Ventilschließgliedes (9).
Sitzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilschließglied (9) einen Bund (17) aufweist, an dem sich eine Rückstellfeder (15) in Ventilöffnungsrichtung abstützt.
Sitzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierkörper (13) eine im wesentlichen scheibenförmige Gestalt hat, in der zentralsymmetrisch eine Durchgangsöffnung (18) angeordnet ist, deren lichte Weite nur geringfügig größer als die Durchmesser des Ventilschließgliedes (9) und des Magnetankerstößels (6) ist.
Sitzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierkörper (13) in das Ventilgehäus (10) eingepreßt ist, wodurch sich eine vorprüfbare Montageeinheit ergibt.