DE3925794C2 - Elektromagnetventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 36 38 295 A1 ist ein derartiges elektromagnetisches Betätigungsorgan bekannt, bei dem der magnetische Fluß über den Boden eines becherförmig ausgebildeten Gehäuses aus metallischem Werkstoff geleitet wird. Ein derartiges, einteiliges Gehäuse ist aufwendig herzustellen und daher relativ teuer. Weiterhin ist aus der DE 26 47 072 A1 ein Elektromagnetventil bekannt, das für den magnetischen Fluß ein in ein Einsetzteil einschiebbares Joch vorsieht. Das Joch weist zusätzliche Kanäle beispielsweise für das Druckmittel auf. Da das Joch als Drehteil hergestellt ist und zusätzliche Arbeitsgänge zur Ausbildung der Kanäle benötigt, ist auch dieses relativ aufwendig herzustellen. Die DE 37 09 474 C1 zeigt ein Elektromagnetventil, bei dem der elektromagnetische Fluß zwischen dem Magnetanker und der Spule über Teile des Gehäuses geführt wird, so daß das Gehäuse ebenfalls vollständig aus ferromagnetischem Material bestehen muß. Aus der DE 35 28 296 A1 ist ein Magnetventil bekannt, das einen in eine Spule einschiebbaren massiven Polkern aufweist. Der Polkern ist jedoch relativ aufwendig herzustellen, da er mit einer Haltemutter mit dem Magnetventil verbunden ist. Weiterhin schränkt er durch seine Anordnung die Führungslänge der in dem verbleibenden Raum der Spule angeordneten Ventilglieder ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Elektromagnetventil den magnetischen Fluß so zu führen, daß eine einfache, werkstoffunabhängige Gehäusekonstruktion möglich wird, wobei aber gleichzeitig eine sichere Funktion der Ventilglieder gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Elektromagnetventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß das Gehäuse durch die als separates Bauteil ausgebildete, den Magnetfluß führende Polscheibe einfach herzustellen ist. Dadurch können für das Gehäuse und die Polscheibe unterschiedliche Materialien verwendet werden. Es ist somit beispielsweise eine Materialanpassung des Gehäuses an das Material der Bauteile möglich, an die das Gehäuse des Elektromagnetventil angeflanscht werden soll. Dadurch können Einflüsse durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten vermieden und Leckölverluste minimiert werden. Weiterhin werden durch die Ausbildung der Polscheibe weit auseinanderliegende Lagerstellen für den Anker und den Stößel ermöglicht, was eine gute Führung und eine Verringerung möglicher Exzentritäten der konisch ausgebildeten Pole bewirkt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Elektromagnetventil und in

Fig. 2 den Ankerbereich im Längsschnitt.

Beschreibung des Erfindungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 10 das etwa topfförmige Gehäuse des Elektro­ magnetventils bezeichnet, das vorzugsweise ein Tiefziehteil ist. Der Innenraum 11 ist im wesentlichen eingenommen durch die Spule 12, die sich um einen mittigen, vom Boden ausgehenden Zapfen 13 und den Anker 14 erstreckt. Der Zapfen 13 reicht etwa bis zur Mitte des Gehäuses. An seiner freien Stirnseite ist der konische Gegenpol 15 ausgebildet. Er ist über den Arbeitsluftspalt 16 vom ebenso geformten konischen Pol 17 des Ankers 14 getrennt, d. h. Pol 17 und Gegenpol 15 weisen dieselbe Konizität auf. In einer zylindrischen Ausnehmung 18 des Zapfens 13 ist eine Druckfeder 19 angeordnet, die auf den Anker 14 einwirkt. Dieser hat eine mittige Längsbohrung 20, in welcher ein Stößel 21 befestigt ist. Der Anker 14 selbst ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet - mit Ausnahme des konischen Pols 17 - und mit seinem unteren Teil 14A in einer zylindrischen Vertiefung 23 einer Polscheibe 24 mit Spiel (Radialluftspalt) geführt. Am Außenumfang des Ankers 14 ist mindestens eine durch­ gehende Längsnut 25 ausgebildet, über welche Flüssigkeit, die sich im Ankerraum 26 befindet, rasch von vorne nach hinten verdrängt werden kann.

Wie die Fig. 2 besonders deutlich zeigt, ist am Außenumfang des Stößels 21 nahe der unteren Stirnseite des Ankers 14 eine Ringnut 27 ausgebildet, in welche durch einen Verstemmvorgang von der Stirn­ seite des Ankers 14 her Werkstoff in die Ringnut 27 verdrängt wird.

Damit ist der Anker 14 fest mit dem Stößel 21 verbunden. Zum Verstemmen wird der Anker 14 samt Stößel 21 in eine Werkzeugaufnahme 28 aufgenommen und ein Maß x vom unteren Rand der Werkzeugaufnahme 28 bis zur Spitze 29 des Stößels 21 an einem Gegenhalter 30 festgelegt. Danach wird verstemmt.

An die Polscheibe 24 schließt sich der Flansch 32 des Ventilgehäuses 33 an, wobei der untere Rand 11A des Gehäuses 10 um den Flansch 32 herum taumelgenietet ist. An der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 10 ist noch die Spulendurchführung 34 ausgebildet. Ansonsten ist das Gehäuse 10 hermetisch abgeschlossen.

Die Spitze des in einer Bohrung 49 der Polscheibe 24 geführten Stößels 21 dringt durch die Bohrung 35 einer Ventilsitzplatte 36, an deren dem Anker 14 entgegengesetzten Seite ein Ventilsitz 37 für einen kugeligen Ventilkörper 38 ausgebildet ist. Dieser befindet sich in einem Raum 39 des Ventilgehäuses 33, an dessen Unterseite der zweite Ventilsitz 40 ausgebildet ist. An diesen schließt sich eine Sack­ bohrung 41 an, in welche ein vom Äußeren des Ventilgehäuses 23 ausgehender Pumpenanschluß 42 eindringt. Außerhalb der Mitte dringt in den Raum 39 noch ein Verbraucheranschluß 44 ein. Zwischen der Ventilplatte 36 und der Polscheibe 24 befindet sich im Ventilgehäuse 33 noch ein Raum 46, welcher von einer Querbohrung 47 durchdrungen ist, an welche der Behälter 45 angeschlossen ist.

Wenn die Spule 12 nicht erregt ist, drückt die Feder 19 über den Anker 14 und den Stößel 21 den Ventilkörper 38 auf den Ventilsitz 40. Nun kann Druckmittel vom Verbraucheranschluß 44 über den Raum 39 und den Ventilsitz 37 sowie den Raum 46 und die Querbohrung 47 in den Behälter 45 abfließen. Der Pumpenanschluß 42 ist gesperrt. Daraus ist zu erkennen, daß das Elektromagnetventil stromlos geschlossen ist.

Wenn die Spule 12 erregt ist, wird der Anker 14 entgegen der Kraft der Feder 19 zum Gegenpol 15 hin gezogen. Nun kann der von der Pumpe 43 erzeugte Druck den Ventilkörper 38 an den Ventilsitz 37 anlegen, so daß Druckmittel über den Raum 39 zum Verbraucheranschluß 44 fließen kann.

Die Polscheibe 24 hat drei Funktionen: Zum einen wird über sie und den Radialluftspalt 48 zwischen Außenum­ fang des Ankers 14 und der zylindrischen Vertiefung 23 der Magnetfluß geleitet. Durch die Vertiefung 43 kann die Länge 1 des Radialluft­ spalts 48 groß gehalten werden, wodurch die Luftspaltverluste minimiert werden. Außerdem ist es möglich, den Abstand Anker 14 zur Polscheibe 24 aufgrund des einteiligen Gehäuses 10 und den dadurch geringen Mitten­ versatz klein zu halten, was sich wiederum günstig auf die magnetischen Verluste im Radialluftspalt 48 auswirkt. Außerdem dient die Bohrung 49 in der Mitte der Polscheibe 24 zur Führung des Stößels 21. Eine weitere wichtige Funktion der Polscheibe 24 besteht darin, den Ankerraum 26 gegen das Eindringen insbesondere von ferromagnetischen Partikeln abzuschirmen, die vor allem beim Einsatz in Automatik­ getrieben zu einem hohen Anteil im Getriebeöl enthalten sind. Diese Partikel lagern sich besonders in den Gebieten mit höchster magnetischer Felddichte, also am Radial- und Arbeitsluftspalt ab, und können mit der Zeit zu einer Funktionsbeeinträchtigung oder zum Ausfall des Ventils führen. Besonders beim Rückschalten des Ankers 14, also wenn der Arbeitsanschluß 44 zum Tankanschluß 47 entleert wird, verhindert die Polscheibe 24, daß Druckmittel und damit die darin enthaltenen ferromagnetischen Teile in den Ankerraum 26 gespült werden.

Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Elektromagnetventils besteht darin, daß wegen der magnetischen Flußführung über die Polscheibe 24 das Ventilgehäuse 10 aus verschiedenen Materialien, z. B. Stahl oder Aluminium, gefertigt werden kann. So kann dieses immer aus dem­ selben Werkstoff wie das Steuergehäuse z. B. des Automatikgetriebes gewählt werden, so daß der Spalt bei Temperaturänderungen sich auf­ grund gleicher Wärmedehnung nicht ändert und damit der Leckfluß nicht erhöht wird.

Claims (3)

1. Elektromagnetventil mit einem im Querschnitt kreiszylindrisch ausgebildeten Anker (14) mit einem den Ventilkörper (38) betätigenden Stößel (21), wobei der Anker (14) teilweise im Durchgang der ihn umgebenden Spule (12) liegt, die im Inneren eines im wesentlichen topfförmigen Gehäuses (10) angeordnet ist, an dessen offene Stirnseite sich ein Ventilgehäuse (33) zur Aufnahme des Ventilkörpers (38) anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole (15, 17) des Elektromagneten, wie an sich bekannt, konisch ausgebildet sind und dieselbe Konizität aufweisen, daß der Ankerraum (26) mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und daß am Außenumfang des Ankers (14) mindestens eine durchgehende Längsnut (25) ausgebildet ist, daß zwischen Ventilkörper (38) und Anker (14) eine vom Stößel (21) durchdrungene Polscheibe (24) angeordnet ist, und daß die Polscheibe (24) eine mittige zylindrische Vertiefung (23) hat, deren Durchmesser um den Radialluftspalt (48) größer ist als der Außendurchmesser des Ankers (14).

2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses ein 3/2-Ventil ist, wobei der Ventilkörper als Kugel (38) ausgebildet ist und mit zwei einander gegenüberliegenden Ventilsitzen (37, 40) so zusammenwirkt, daß für ein von einer Pumpe (43) gefördertes Druckmittel bei erregtem Zustand der Spule (12) eine Verbindung über den einen Ventilsitz (40) zu einem Verbraucheranschluß (44), und in stromlosem Zustand der Spule (12) eine Verbindung über den anderen Ventilsitz (37) zu einem Behälteranschluß (47) geschaffen wird.

3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (14) eine mittige, durchgehende Längsbohrung (20) hat, in welcher der den Ventilkörper (38) berührende Stößel (21) fest angeordnet ist.