DE4003606A1

DE4003606A1 - Elektromagnetisch betaetigtes ventil, insbesondere hydraulisches hochdruckventil fuer fahrzeug-bremsanlag en

Info

Publication number: DE4003606A1
Application number: DE19904003606
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Ing Wicke; Joerg Dipl Ing Huber; Norbert Alaze; Max Dipl Ing Seitter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-02-07
Filing date: 1990-02-07
Publication date: 1990-12-20

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigten Ventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist schon ein solches Ventil bekannt (DE-OS 20 23 967), bei dem das den Anker aufnehmende Ankerführungsrohr auch das Medium enthält, dessen Durchfluß durch das Ventilgehäuse in Abhängigkeit von der stellung des Ankers gesteuert wird. Dieses Medium kann sehr hohe Drücke auf das Ankerführungsrohr ausüben. Dieses ist daher aus einem nichtmagnetisierbaren Stahl hoher Festigkeit gefertigt worden, um eine relativ dünne Wand des Ankerführungsrohres zu erzielen. Da dieser Werkstoff aber einen erheblichen magnetischen Widerstand im Magnetkreis des Ventiles bildet, hat man das Ankerführungsrohr aus einem ferromagnetischen, nichtrostenden Stahl hergestellt, welcher ebenfalls eine hohe Festigkeit besitzt. Damit ist zwar der erwähnte Nachteil vermieden, jedoch verursacht der bei diesem Werkstoff nach dem Abschalten des magnetischen Feldes verbleibende Restmagnetismus ein Kleben des Ankers im Ankerführungsrohr, was sich nachteilig auf das dynamische Verhalten des Ventils auswirkt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Ventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanpruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit der Verwendung des Schichtverbundwerkstoffs sowohl der magnetische Widerstand im Magnetkreis des Ventils niedrig gehalten als auch das Kleben des Ankers im Ankerführungsrohr weitgehend vermieden wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruchs angegebenen Ventils möglich.

Mit der im Anspruch 2 angegebenen Maßnahme werden durch die innen- und außenseitig des Rohres identischen Werkstoffe Fertigungs vorteile, insbesondere bei der Handhabung des Halbzeuges Blech erzielt, aus dem das Ankerführungsrohr durch Tiefziehen üblicher weise erzeugt wird.

Der im Anspruch 3 gekennzeichnete Schichtverbundwerkstoff hat den Vorteil der Korrosionsbeständigkeit sowie der hohen Festigkeit.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Magnetventil mit Ankerführungsrohr im Längsschnitt und

Fig. 2 einen Abschnitt eines Wandquerschnitts des Ankerführungsrohres.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 in der Zeichnung dargestellte Ventil 10 ist zur Ver wendung in einer Fahrzeug-Bremsanlage bestimmt. Es hat ein Ventil gehäuse 11 mit einer Längsbohrung 12. In die Längsbohrung 12 münden radial verlaufende Einlaßbohrungen 13 für in der Bremsanlage ver wendetes Druckmittel ein. In die Längsbohrung 12 des Ventil gehäuses 11 ist von unten ein Ventilkörper 14 eingepreßt. Dieser besitzt eine gleichachsig verlaufende Auslaßbohrung 15 für Druck mittel. Im Bereich der Einlaßbohrungen 13 ist die Auslaßbohrung 15 zu einem Ventilsitz 16 ausgestaltet. Dieser wirkt mit einer Ventil kugel 17 zusammen, welche in einen Anker 18 des Ventils 10 ein gepreßt ist.

An das Ventilgehäuse 11 ist in Verlängerung der Längsbohrung 12 ein Ankerführungsrohr 20 angefügt. Dieses besitzt den gleichen Innen durchmesser wie die Längsbohrung 12 des Ventilgehäuses 11. Das Ankerführungsrohr 20 ist an seinem oberen Endabschnitt 21 geschlossen ausgebildet. In das Ankerführungsrohr 20 ist ein Pol kern 22 passend eingefügt und durch eine Formschlußverbindung axial gehalten. Der Anker 18 erstreckt sich teils im Ventilgehäuse 11 und teils im Ankerführungsrohr 20 verlaufend zwischen dem Polkern 22 und dem Ventilkörper 14. Ein derart angeordneter Anker 18 wird in Fach kreisen als Tauchanker bezeichnet. Der Anker 18 ist durch eine im Polkern 22 aufgenommene Ventilfeder 23 belastet, so daß die Ventil kugel 17 mit einer gewissen Schließkraft am Ventilsitz 16 angreift. Außerdem befindet sich zwischen dem Anker 18 und dem Polkern 22 eine Restluftspaltscheibe 24. An seinem anderen Endabschnitt 25 ist das Ankerführungsrohr 20 zu einem radial nach außen verlaufenden Flansch 26 umgeformt. Dieser ist unter metallischer Pressung an einer Bohrungsstufe 27 des Ventilgehäuses 11 abgestützt, welche die Längsbohrung 12 am Übergang zu einer durchmessergrößeren Gewinde bohrung 28 begrenzt. In die Gewindebohrung 28 ist eine am Flansch 26 angreifende Ringmutter 29 eingeschraubt.

Dem Ventilgehäuse 11 durch die Einlaßbohrungen 13 zugeführtes Druck mittel befindet sich auch im Ankerführungsrohr 20. Da bei hydrau lischen Fahrzeug-Bremsanlagen das Druckmittel unter einem Druck von bis zu 250 bar stehen kann, muß nicht nur die Preßverbindung zwischen dem Ankerführungsrohr 20 und dem Ventilgehäuse 11 dicht sein sondern das Ankerführungsrohr auch eine Festigkeit entsprechend dem nahezu doppelten Berstdruck besitzen.

Das Ankerführungsrohr 20 ist von einer Spule 32 mit einer auf einen Spulenkörper 33 aus Kunststoff aufgebrachten Wicklung 34 umgeben. Die Wicklung 34 ist außen von einer ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Umhüllung 35 flüssigkeitsdicht umschlossen. Über die Spule 32 greift ein etwa topfförmig ausgebildeter Spulen-Gehäuse mantel 36. Er ist mit dem Ventilgehäuse 11 kraft- und/oder form schlüssig verbunden. Der Gehäusemantel 36 ist im Bereich des Pol kerns 22 mit einer buchsenförmigen Einziehung 37 versehen, mit der er am Ankerführungsrohr 20 passend angreift. Isolierte Kontakt stifte 38 der Spule 32 sind stirnseitig durch den Spulen-Gehäuse mantel 36 hindurchgeführt.

Bei erregter Wicklung 34 der Spule 32 des Ventiles 10 führen im wesentlichen der Spulen-Gehäusemantel 36, der Polkern 22, der Anker 18 sowie das Ventilgehäuse 11 mit Ringmutter 29 den magnetischen Fluß des magnetischen Kreises. Diese Bauteile des Ventils 10 sind daher aus einem weichmagnetischen Werkstoff, das ist weich magnetischer Stahl, hergestellt. Das vom magnetischen Fluß ebenfalls durchdrungene Ankerführungsrohr 20 besteht dagegen aus einem Schichtverbundwerkstoff mit drei Schichten (Fig. 2). Eine erste, äußere Schicht 40 ist ein nichtmagnetisierbares Metall, zum Beispiel ein nichtrostender austenitischer Stahl. Die zweite, mittlere Schicht 41 ist ein weichmagnetischer Werkstoff, das heißt ein weich magnetischer Stahl mit guten Tiefzieheigenschaften. Die dritte, äußere Schicht 42 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff wie die erste Schicht 40. Die drei Schichten 40, 41 und 42 des Verbundwerkstoffs des Ankerführungsrohres 20 sind über eine Grenz schicht fest miteinander verbunden. Die Verbindung widersteht den Herstellungsschritten des durch Tiefziehen aus Blech geformten Ankerführungsrohres 20. Die Dicke der beiden außenliegenden ersten Schicht 40 und dritten Schicht 42 beträgt je etwa 10% der gesamten Dicke des Schichtverbundwerkstoffs. Zur Erfüllung der Festigkeits anforderungen an das Ankerführungsrohr 20 des als hydraulisches Hochdruckventil in Fahrzeug-Bremsanlagen benutzten Ventiles 10 genügt eine Dicke des Schichtverbundwerkstoffs zwischen 0,3 und 1,2 mm.

Das vom magnetischen Fluß insbesondere im Bereich zwischen der Einziehung 37 des Spulen-Gehäusemantels 36 und dem Polkern 22 sowie zwischen dem Anker 18 und dem Ventilgehäuse 11 mit Ringmutter 29 durchflossene Ankerführungsrohr 20 setzt aufgrund dieser Werkstoffe dem magnetischen Fluß einen geringen magnetischen Widerstand ent gegen, weil die zweite, mittlere Schicht 41 des Schichtverbundwerk stoffs, welche den magnetischen Fluß gut leitet, den überwiegenden Teil des Wandquerschnitts des Ankerführungsrohres 20 bildet. Die dem Anker 18 des Ventils 10 zugewandete äußere Schicht des Schicht verbundwerkstoffs verhindert dagegen aufgrund ihrer nicht magnetischen Eigenschaften das Kleben des Ankers 18 am Ankerfüh rungsrohr 20. Hierdurch können sehr kurze Schaltzeiten des Ventiles 10 erreicht werden.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel ist es jedoch auch ausreichend, wenn zur Herstellung des Ankerführungsrohres 20 ein Schichtverbund werkstoff aus lediglich zwei Schichten verwendet wird. Die Schicht, welche die Innenseite des Ankerführungsrohres 20 bildet, besteht aus einem nichtmagnetisierbaren Metall, während die der Spule 32 zuge wandte, äußere Schicht des Ankerführungsrohres 20 aus einem weich magnetischen Werkstoff besteht und eine mehrfach größere Dicke als die erste Schicht aufweist. Auch können vom beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel abweichende Festigkeitsanforderungen an das Ankerfüh rungsrohr andere Wandstärken als erwähnt bedingen.

Claims

1. Elektromagnetisch betätigtes Ventil (10), insbesondere hydrau lisches Hochdruckventil für Fahrzeug-Bremsanlagen, mit einem Anker (18) aus weichmagnetischem Werkstoff und einem am Ventilgehäuse (11) befestigten Ankerführungsrohr (20), dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerführungsrohr (20) aus einem wenigstens zweischichtigen Verbund werkstoff hergestellt ist, dessen die Innenseite des Ankerführungs rohres bildende eine Schicht aus einem nichtmagnetisierbaren Metall und die zweite Schicht aus einem weichmagnetischen Werkstoff besteht.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht des Ankerführungsrohres (20) zu dessen Außenseite hin durch eine dritte Schicht aus dem gleichen nichtmagnetisierbaren Metall der ersten, inneren Schicht überdeckt ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anker führungsrohr (20) aus einem weichmagnetischen Stahl mit beidseitiger Auflage aus einem nichtrostenden austenitischen Stahl besteht.