DE4324781B4

DE4324781B4 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE4324781B4
Application number: DE4324781A
Authority: DE
Inventors: Horst Keuerleber; Werner Dipl.-Ing. Brehm; Klaus Schudt; Markus Dipl.-Ing. Deeg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2013-07-24
Also published as: JP3592370B2; US5447288A; JPH0757931A; DE4324781A1

Abstract

Elektromagnetventil, insbesondere Schalt- oder Druckregelventil für Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Magnetgehäuse (10) zur Aufnahme einer Magnetspule (22) samt Spulenkörper (23), die über einen Magnetanker (32) mit einem Ventilglied (31) zusammenwirken, und mit einem am Magnetgehäuse (10) befestigten Ventilanschlußteil (37), wobei die elektrischen Anschlüsse (45) zur Ansteuerung der Magnetspule (22) außerhalb des Magnetgehäuses (10) angeordnet sind und über durch das Magnetgehäuse (10) führende Zuführungen (46) mit der Magnetspule (22) verbunden sind und wobei das Magnetgehäuse (10) zumindestens aus einem ersten Magnetmantelelement (11) und einem dieses zumindest teilweise überdeckenden zweiten Magnetmantelelement (12) besteht und wenigstens eines der Magnetmantelelemente (11, 12) eine Ausnehmung (47, 48) aufweist, durch die die Zuführungen (46) zu den elektrischen Anschlüssen (45) ragen und die am Außenumfang des jeweiligen Magnetmantelelementes (11, 12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (47, 48) des jeweiligen Magnetmantelelementes (11, 12) stirnseitig offen ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Elektromagnetventil, insbesondere einem Schalt- oder Druckregelventil für Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen, nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.

Aus der US 3,001,757 geht ein Elektromagnetventil mit einem Magnetgehäuse zur Aufnahme einer Magnetspule samt Spulenkörper hervor, die über einen Magnetanker mit einem Ventilglied zusammenwirken. Das Elektromagnetventil weist einen am Magnetgehäuse befestigten Ventilanschlußteil auf. Die elektrischen Anschlüsse zur Ansteuerung der Magnetspule sind außerhalb des Magnetgehäuses angeordnet und über durch das Magnetgehäuse führende Zuführungen in Form von Litzen mit der Magnetspule verbunden. Das Magnetgehäuse besteht aus einem ersten Magnetmantelelement und einem dieses zumindest teilweise überdeckenden zweiten Magnetmantelelement. Wenigstens eines der Magnetmantelelemente weist eine Ausnehmung auf, durch die die Zuführungen zu den elektrischen Anschlüssen ragen und die am Außenumfang des jeweiligen Magnetmantelelementes ausgebildet sind.

Einerseits müssen die Litzen bei der elektrischen Kontaktierung während der Montage zuerst durch die Ausnehmung des ersten Magnetmantelelements und dann durch die Ausnehmung des zweiten Magnetmantelelements gefädelt werden. Dann kann das erste Magnetmantelelement in das zweite Magnetmantelelement gesteckt werden. Hierbei muss jedoch darauf geachtet werden, daß die Litzen etwas gespannt sind, damit sie beim Fügeprozess der Magnetmantelelemente nicht geknickt oder abgeklemmt werden. Das Einfädeln der Litzen ist maschinell nur recht aufwendig durchzuführen oder muss von Hand erfolgen.

Andererseits ist die Montage in wenigstens zwei Schritten durchzuführen. Das Gehäuse wird in einer Fügerichtung montiert. Die Litzen jedoch müssen quer zu dieser Fügerichtung geführt werden.

Aus dem DE-GM 60 17 107 sind zur elektrischen Ansteuerung eines Elektromagnetventils innerhalb eines Magnetgehäuses angeordnete Magnetspule Anschlußkontakte vorgesehen, die über das Magnetgehäuse durchdringende Zuführungen mit der Magnetspule verbunden sind. Das Bestücken der Elektromagnetventile mit den elektrischen Anschlüssen erfolgt zumeist an der dem Ventilanschlußteil gegenüberliegenden Rückseite des Magnetgehäuses oder an dessen Außenumfang. Die Anordnung der elektrischen Anschlüsse an der Stirnseite des Magnetgehäuses erfordert einen relativ großen fertigungstechnischen Aufwand, da mehrere Bestückungsschritte erforderlich sind. Darüber hinaus ist eine derartige stirnseitige Anordnung der elektrischen Anschlüsse nicht für alle Anwendungen sinnvoll. Auch die umfangsseitige Anordnung der elektrischen Anschlüsse bedeutet bei herkömmlichen Elektromagnetventilen einen erheblichen fertigungstechnischen Aufwand. Darüber hinaus wird das Magnetgehäuse im Bereich der Zuführungen bei herkömmlichen Elektromagnetventilen in erheblichem Maße geschwächt, um durch die Formgebung des Magnetmantels bzw. des Magnetgehäuses eine für die Großserienfertigung sinnvolle Bestückung zu ermöglichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das eingangs beschriebene Elektromagnetventil derart weiterzugestalten, daß die elektrische Kontaktierung erheblich vereinfacht wird und mit einer geringen Zahl von Montageschritten auskommt. Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Elektromagnetventil, insbesondere einem Schalt- oder Druckregelventil für Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 4 hat demgegenüber den Vorteil, daß die elektrische Kontaktierung erheblich vereinfacht wird, das heißt die Verbindung der Magnetspule und der elektrischen Anschlüsse erheblich vereinfacht wird und mit einer geringen Zahl von Montageschritten auskommt. Darüber hinaus wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Magnetventils auch im Bereich der Durchführung zu den elektrischen Anschlüssen ein großer magnetischer Eisenquerschnitt gewährleistet. Die Schwächung des Magnetgehäuses im Bereich der Zuführung wird minimiert. Durch eine zylinderförmige Ausbildung der Magnetmantelelemente läßt sich da Magnetgehäuse auf eine besonders einfache Weise herstellen bzw. fertigen, da die beiden Einzelelemente leicht ineinandergeschoben werden können. Damit ergibt sich ein gegenüber dem Einzelelement größerer magnetischer Querschnitt und durch die stirnseitig offene Ausbildung des Einschnittes wird die Zuführung zu den elektrischen Anschlüssen bzw. zu der Magnetspule beim Ineinanderschieben umfaßt.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind beide Magnetmantelelemente mit einem Einschnitt versehen. Dadurch läßt sich ein sehr großer Überdeckungsbereich der beiden Magnetmantelelemente gewährleisten und damit ein großer Querschnitt.

Insbesondere wenn der elektrische Anschluß als Druckkontakt ausgebildet ist, dessen Kontaktierrichtung mit der Anschlußrichtung des Ventilanschlußteils übereinstimmt, wird der Einbauvorgang des Elektromagnetventils am Einbauort erleichtert, da in einem Arbeitsschritt die hydraulische und elektrische Verbindung geschaffen werden können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Magnetgehäuse bzw. die Magnetmantelelemente in einen Kunststoffkörper, zum Beispiel aus Spritzkunststoff, eingebettet werden. Damit kann auf fertigungstechnisch einfache Weise der Magnetraum abgedichtet werden. Weiterhin kann eine sehr genaue Zuordnung der elektrischen Anschlüsse zum Ventilanschlußteil gewährleistet werden, da dieser Abstand bzw. diese räumliche Zuordnung durch den Formprozeß bzw. die Einbettung in den Kunststoffkörper sichergestellt ist. Darüberhinaus lassen sich bei der Einbettung des Magnetgehäuses in einen Kunststoffkörper auch Vorsprünge oder Rippen mit anformen, die die elektrischen Anschlüsse umfassen oder abstützen. Durch die Kunststoffummantelung der Magnetgehäuseelemente werden diese fest und sicher miteinander verbunden, ohne teure und aufwendige Verbindungsvorgänge wie Nieten oder Schweißen erforderlich zu machen. Durch die Einbettung des Magnetgehäuses bzw. der Magnetspule läßt sich die im Betrieb des Elektromagnetventils entstehende Wärme besser ableiten, das heißt im Elektromagnetventil ist eine höhere Leistungsdichte möglich.

Besonders vorteilhaft ist es darüberhinaus, wenn die Magnetmantelelemente Durchbrüche aufweisen, von denen sich zumindestens einige im Einbauzustand überdecken. Aufgrund der Einbettung in den Kunststoffkörper werden auch die Durchbrüche mit Kunststoffmasse umfüllt, so daß im Betrieb des Elektromagnetventils keine Lageveränderungen der beiden Einzelteile erfolgen können. Auch eine eventuelle Wärmedehnung des Kunststoffes kann damit nicht zu einer Lageveränderung der Eisenteile führen.

Besonders vorteilhaft und preisgünstig ist es, wenn die Magnetmantelelemente als Tiefziehbauteile hergestellt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung und vorteilhafte Weiterentwicklungen ergeben sich aus der Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in 1 einen Längsschnitt durch ein als Proportionaldruckregelventil ausgebildetes erfindungsgemäßes Elektromagnetventil. Die 2 und 3 zeigen jeweils einen Schnitt durch eines der beiden Magnetmantelelemente.
In 1 ist ein als Druckregelventil ausgebildetes Elektromagnetventil dargestellt, dessen Magnetgehäuse 10 im wesentlichen aus zwei Magnetmantelelementen 11 und 12 und einem Flußleitring 13 besteht. Das erste Magnetmantelelement 71 ist etwa topfförmig ausgebildet und hat an seinem Boden 14 eine eingezogene, bundartige Öffnung 15. Das zweite Magnetmantelelement 12 ist etwa hülsenförmig ausgebildet und besteht aus zwei Zylinderabschnitten 16 und 17 unterschiedlichen Durchmessers, zwischen denen eine Stufe 18 ausgebildet ist. Der Zylinderabschnitt 17 geringeren Durchmessers ragt in das Innere des ersten Magnetmantelementes 11 und liegt an dessen Innenseite an. Gleichzeitig liegt die Stufe 18 des zweiten Magnetmantelelementes 72 an der freien Stirnseite des ersten Magnetmantelelementes 11 an. Das erste Magnetmantelelement 11 und das zweite Magnetmantelelement 12 sind in den einander überdeckenden Bereichen mit durchgehenden Bohrungen 20 bzw. 21 versehen, die im Einbauzustand miteinander fluchten und von denen die Bohrungen 20 im ersten Magnetmantelelement 11 einen etwas größeren Durchmesser haben.
In das Innere des Magnetgehäuses 10 ist eine Magnetspule 22 samt Spulenkörper 23 eingesetzt. Die Magnetspule 22 und ihr Spulenkörper 23 umfassen einen hohlzylindrischen Magnetkern 24, der einerseits durch die Öffnung 15 im Boden 14 und andererseits bis in den Bereich der Stufe 18 ragt. In den Magnetkern 24 ist eine Einstellschraube 25 eingesetzt, die von einer Längsbohrung 26 durchdrungen ist. Im Bereich des Bodens 14 ist die Einstellschraube 25 bzw. die Stirnseite des Magnetkerns 24 von einem Spritzschutzdeckel 27 abgedeckt.
Im Inneren des Magnetkerns 24 ist eine Feder 29 geführt, deren eine Stirnseite sich an der Einstellschraube 25 abstützt, und deren andere Stirnseite an der Unterseite 30 eines Ventilstößels 31 anliegt. Dieser Ventilstößel 31 durchdringt einen scheibenförmigen Magnetanker 32 und ist mit diesem verbunden. Der Magnetanker 32 ist im Inneren des Flußleitringes 13 geführt. Dazu liegen am Ventilstößel 31 bzw. an den Stirnseiten des Magnetankers 32 jeweils eine scheibenförmige Membranfeder 33 bzw. 34 an. Mit ihrem jeweiligen Außenumfang liegen die Membranfedern 33 und 34 an den Stirnseiten des Flußleitringes 13 an. Die in der Zeichnung rechte Membranfeder 34 liegt an einem Ring 35 an, der im Inneren des Zylinderabschnittes 16 des zweiten Magnetmantelelementes 12 an der Stufe 18 anliegt. Die in der Zeichnung linke Membranfeder 33 wird durch einen flanschartigen Rand 36 eines Ventilanschlußelementes 37 an den Flußleitring 13 gedrückt. Der flanschartige Rand 36 des Ventilanschlußelementes 37 ist in das Innere des Zylinderabschnittes 16 des zweiten Magnetmantelelementes 12 eingesetzt und wird durch Umbördeln des freien Randes 38 fest mit dem Magnetgehäuse 10 verbunden.
Das Ventilanschlußelement 37 ist von einer abgestuften Längsbohrung 40 durchdrungen, in der ein flacher Ventilsitz 41 ausgebildet ist. An diesem Ventilsitz 41 liegt der Ventilstößel 31 mit seiner freien Stirnseite 42 unter der Wirkung der Feder 29 an. Zwischen Ventilsitz 41 und dem flanschartigen Rand 36 ist die Längsbohrung 40 von einer Querbohrung 39 durchdrungen.
Der den Magnetanker 32 aufnehmende Innenraum des Flußleitringes 13 ist gegen das Ventilanschlußelement 37 bzw. die Längsbohrung 40 durch eine Dichtmembran 43 abgedichtet, die einerseits den Ventilstößel 31 umfaßt und andererseits zwischen dem flanschartigen Rand 36 des Ventilanschlußelementes 37 und dem Flußleitring 13 eingeklemmt ist.
Das Magnetgehäuse 10, das heißt das erste Magnetmantelelement 11 und der Zylinderabschnitt 17 sowie die Stufe 18 des zweiten Magnetmantelelementes 12, die Spule 22 und ihr Spulenkörper 23 und der Magnetkern 24 sind in einen Kunststoffkörper 44 aus Spritzkunststoff eingebettet. Die Magnetspule 22 ist zur Ansteuerung mit einem außerhalb des Magnetgehäuses 10 befindlichen elektrischen Anschluß 45 über das Magnetgehäuse 10 durchdringende Zuführungen 46 verbunden. Die Zuführungen 46 sind in die Kunststoffmasse des Spulenkörpers 23 eingebunden und werden von den beiden Magnetmantelelementen 11 und 12 umfaßt. Dazu hat das erste Magnetmantelelement 11 an seinem Außenumfang eine in der Draufsicht etwa rechteckförmige Ausnehmung 47, der von seiner freien Stirnseite ausgeht. Das zweite Magnetmantelelement 12 hat im Bereich der Stufe 18 und des Zylinderabschnittes 17 geringeren Durchmessers ebenfalls eine Ausnehmung 48, die von der freien Stirnseite des Zylinderabschnittes 17 ausgeht. Die beiden einseitig offenen Ausnehmungen 47 bzw. 48 in den beiden Magnetmantelelementen 11 bzw. 12 umfassen bzw. umschließen im Einbauzustand die Zuführungen 46 bzw. den umgebenden Abschnitt des Spulenkörpers 23.
Die elektrischen Anschlüsse 45 haben einen bogenförmigen, federnden Abschnitt 49, der in einen Kontaktstift 50 übergeht. Der Kontaktstift 50 und der bogenförmige Abschnitt 49 sind als Druckkontakt ausgelegt, das heißt die Kontaktierrichtung der elektrischen Anschlüsse 45 entspricht der Kontaktierrichtung des Ventilanschlußelementes 37. Beim Einsetzen des Elektromagnetventils am jeweiligen Einsatzort können somit gleichzeitig die hydraulische Verbindung und der elektrische Anschluß hergestellt werden. Durch die Federwirkung des bogenförmigen Abschnittes 49 werden ausreichend hohe Kontaktkräfte des Kontaktstiftes 50 gegenüber den Gegenkontakten gewährleistet. Um die bei der Kontaktierung der elektrischen Anschlüsse 45 auftretenden Kräfte bzw. Verformungen aufzufangen, kann am Kunststoffkörper 44 ein Stützelement 51 für die elektrischen Anschlüsse mit angeformt werden.
Zur Montage des Elektromagnetventils werden die beiden Magnetmantelelemente 11 und 12 so ineinandergesteckt, daß sie die Magnetspule 22 aufnehmen und den Bereich der Zuführungen 23 durch die Ausnehmungen 47 und 48 umschließen. Die Magnetmantelelemente 11 und 12 und die Magnetspule 22 sowie der Magnetkern 24 werden anschließend in eine Spritzgießform eingelegt und mit dem Kunststoffkörper 44 umspritzt. In das so ausgebildete Magnetgehäuse werden im Bereich des Zylinderabschnittes 16 des zweiten Magnetmantelelementes 12 der Ring 35, der Flußleitring 13 mit den Membranfedern 33 und 34 und dem daran befestigten Magnetanker 32 samt Ventilstößel 31 eingesetzt, so daß sich der Ring 35 und der Flußleitring 13 an der Stufe 18 abstützen. Daran anschließend wird der flanschförmige Rand 36 des Ventilanschlußelementes 37 so in den Zylinderabschnitt 16 eingesetzt, daß der Flußleitring 73 und der Ring 35 gegen die Stufe 18 gedrückt werden und gleichzeitig die Dichtmembran 43 eingeklemmt wird. Durch Umbördeln des freien Randes 38 des Zylinderabschnittes 16 wird eine feste Verbindung geschaffen.
Abschließend wird in das Innere des Magnetkerns 24 die Feder 29 so eingesetzt, daß sie am Ventilstößel 31 anliegt und durch die Einstellschraube 25 vorgespannt wird. Die entsprechend den jeweiligen Anforderungen eingestellte Einstellschraube 25 wird anschließend durch den Spritzschutzdeckel 27 verschlossen.
Durch die beschriebene Ausbildung der beiden Magnetmantelelemente 77, 72 ergibt sich trotz der Schlitzung am Außenumfang ein großer magnetischer Eisenquerschnitt, da nur relativ kurze Aussparungen nötig sind und durch die doppelte Wandung ein dicker Querschnitt ermöglicht wird. Im Verbindungsbereich des Magnetmantels mit dem Ventilanschlußelement ist überhaupt keine Schlitzung im Bereich des Außenumfanges erforderlich, so daß damit eine hohe Festigkeit und Dichtheit der Bördelstelle gewährleistet wird.

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere Schalt- oder Druckregelventil für Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Magnetgehäuse (10) zur Aufnahme einer Magnetspule (22) samt Spulenkörper (23), die über einen Magnetanker (32) mit einem Ventilglied (31) zusammenwirken, und mit einem am Magnetgehäuse (10) befestigten Ventilanschlußteil (37), wobei die elektrischen Anschlüsse (45) zur Ansteuerung der Magnetspule (22) außerhalb des Magnetgehäuses (10) angeordnet sind und über durch das Magnetgehäuse (10) führende Zuführungen (46) mit der Magnetspule (22) verbunden sind und wobei das Magnetgehäuse (10) zumindestens aus einem ersten Magnetmantelelement (11) und einem dieses zumindest teilweise überdeckenden zweiten Magnetmantelelement (12) besteht und wenigstens eines der Magnetmantelelemente (11, 12) eine Ausnehmung (47, 48) aufweist, durch die die Zuführungen (46) zu den elektrischen Anschlüssen (45) ragen und die am Außenumfang des jeweiligen Magnetmantelelementes (11, 12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (47, 48) des jeweiligen Magnetmantelelementes (11, 12) stirnseitig offen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetmantelelemente (11, 12) zylinderförmig ausgebildet sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Magnetmantelelemente (11, 12) mit jeweils einer Ausnehmung (47, 48) versehen sind.
Elektromagnetventil, insbesondere Schalt- oder Druckregelventil für Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Magnetgehäuse (10) zur Aufnahme einer Magnetspule (22) samt Spulenkörper (23), die über einen Magnetanker (32) mit einem Ventilglied (31) zusammenwirken, und mit einem am Magnetgehäuse (10) befestigten Ventilanschlußteil (37), wobei die elektrischen Anschlüsse (45) zur Ansteuerung der Magnetspule (22) außerhalb des Magnetgehäuses (10) angeordnet sind und über durch das Magnetgehäuse (10) führende Zuführungen (46) mit der Magnetspule (22) verbunden sind und wobei das Magnetgehäuse (10) zumindestens aus einem ersten Magnetmantelelement (11) und einem dieses zumindest teilweise überdeckenden zweiten Magnetmantelelement (12) besteht und wenigstens eines der Magnetmantelelemente (11, 12) eine Ausnehmung (47, 48) aufweist, durch die die Zuführungen (46) zu den elektrischen Anschlüssen (45) ragen und die am Außenumfang des jeweiligen Magnetmantelelementes (11, 12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (45) als Druckkontakte ausgebildet sind, deren Kontaktierungsrichtung mit der Anschlußrichtung des Ventilanschlusselementes (37) übereinstimmt.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetmantelelemente (11, 12) in einem Kunststoffkörper (44) eingebettet sind.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetmantelelemente (11, 12) Öffnungen (20, 21) aufweisen, von denen sich zumindest einige im Einbauzustand überdecken.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Magnetmantelelemente (11, 12) als Tiefziehbauteil ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilanschlußelement (37) durch eine Bördelverbindung mit einem der Magnetmantelelemente (11, 12) verbunden ist.