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Dokumentenidentifikation DE602005000364T2 27.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001574770
Titel Elektromagnetventil und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Eaton Corp., Cleveland, Ohio, US
Erfinder Kim, Tae-Kyung, Sterling Heigths Michigan 48314, US;
Parker, Kenneth J., Lake Orion Michigan 48362, US;
Chang, Charles, Rochester Hills Michigan 48306, US;
Kryglowski, Nathan W., Clawson Michigan 48017, US
Vertreter Rüger und Kollegen, 73728 Esslingen
DE-Aktenzeichen 602005000364
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 10.03.2005
EP-Aktenzeichen 050052505
EP-Offenlegungsdatum 14.09.2005
EP date of grant 27.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.09.2007
IPC-Hauptklasse F16K 31/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F02M 51/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F16H 61/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrisch betätigte Ventile und insbesondere Ventile der Art, die durch einen Magnetaktuator betätigt sind, und genauer genommen elektromagnetisch betätigte Ventile, die dazu vorgesehen sind, durch eine Energieversorgung mit verhältnismäßig geringer Spannung erregt zu werden, beispielsweise der Art, die man in einem Kraftfahrzeug integriert vorfindet, das gewöhnlich eine Gleichspannung von ungefähr 12 bis 14 Volt aufweist.

Elektromagnetisch betätigte Ventile haben in in ein Fahrzeug integrierten Anwendungen zur Steuerung der Strömung von Kraftstoffdampf aus einer Speichervorrichtung zu dem Verbrennungsraumeinlass eines Motors und zur Steuerung des hydraulischen Druckes/Flusses in automatisch schaltenden Leistungsgetrieben in dem Fahrzeug weite Verwendung gefunden.

Bisher ist es bekannt, ein derartiges Elektromagnetventil mit der elektrischen Spule und Polstücken, die an dem Ventilkörper gesichert sind, aufzubauen, indem ein Gehäuse darüber angeordnet wird und Teile des Gehäuses verformt werden, um die Anordnung zu halten. Jedoch führt diese Einrichtung ohne erforderliche innere Haltemittel vor der Endmontage mit Hilfe des Gehäuses zu Schwierigkeiten bei der genauen Positionierung und festen Sicherung der inneren Komponenten.

Wenn innere Haltemittel oder Befestigungsmittel erforderlich sind, um die inneren Komponenten zu positionieren und zu sichern, werden folglich bei der Massenproduktion mit hohem Fertigungsumfang, wie sie für Personenwagen- und leichte Lastkraftwagenanwendungen erforderlich ist, unerschwingliche zusätzliche Kosten wahrgenommen.

Somit ist es seit langem erwünscht, einen Weg oder Mittel zum Zusammenbau eines elektromagnetisch betätigten Ventils, das zur Erregung durch eine fahrzeugeigene Spannungsquelle, die bei einer verhältnismäßig niedrigen Spannung arbeitet, vorgesehen ist, in einer Weise zu schaffen, die eine richtige Positionierung und Halterung der Ventilkomponenten sicherstellt und es ermöglicht, dass die Endmontage erreicht wird, indem das Gehäuse für das Ventil über den Komponenten angeordnet wird und Teile des Gehäuses verformt werden, um die Anordnung zu haltern.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt eine verhältnismäßig einfache, jedoch effektive und kostengünstige Methode zur Montage eines elektromagnetisch betätigten Ventils bereit, bei der die inneren Komponenten des Ventils, einschließlich des unteren Polstücks, des Ankers und des Spulenkörpers mit der Spule, auf dem Grundkörper zusammengebaut werden und ein Gehäuse darüber aufgenommen wird, dessen erste Teile oder Abschnitte verformt werden, um den Spulenkörper an der Stelle zu halten. Das restliche Polstück oder der restliche Flusssammler wird in dem Gehäuse in der Nähe des Endes des Spulenkörpers aufgenommen, und es werden geeignete Einstellungen vorgenommen, wobei der restliche Flusssammler an der Stelle gehalten und durch Verformung anderer Teile oder Abschnitte des Gehäuses gesichert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt eine Perspektivansicht des zusammengebauten Ventils gemäß der vorliegenden Erfindung unter Veranschaulichung der verformten Teile des Gehäuses zur Halterung des Spulenkörpers und der gesonderten verformten Teile des Gehäuses, die dazu dienen können, den Flusssammler zu haltern; und

2 zeigt eine Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Schnittlinien 2-2 nach 1.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bezugnehmend auf 1 und 2 ist die Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein bei 10 angezeigt und enthält einen allgemein bei 12 angezeigten Ventilgrundkörper mit einem unteren Teil 14, der einen Einlass 16 aufweist, der mit einem Ventilsitz 18 und einer Ventilkammerwand 20 in Strömungsverbindung steht.

Ein zweiter oder oberer Körperteil 22 ist auf dem unteren Körperteil 14 angeordnet, wobei er eine Kammer 30 verschließt und einen daran ausgebildeten Ventilsitz 24 aufweist, der in Bezug auf den Ventilsitz 18 entgegengesetzt gerichtet ist. Ein bewegbares Ventilabsperrorgan, vorzugsweise in der Form einer Kugel 26, ist zwischen den Ventilsitzen 24 und 18 bewegbar angeordnet. Die zwischen dem Ventilsitz 18 und dem Ventilsitz 24 ausgebildete Kammer ist mit einer durch einen Durchgang 28, der in dem unteren Körper 14 ausgebildet ist, führenden Öffnung versehen, um einen Drucksteuerungssignalauslass von der Kammer 30 bereitzustellen. Der Druck in der Kammer 30 ist durch die Position der Kugel 26 zwischen den Ventilsitzen 18, 24 gesteuert.

In dem oberen Körper ist wenigstens ein Durchgang 32 ausgebildet, um eine Fluidströmungsverbindung außerhalb des Körpers zu schaffen, damit das Fluid von der Drucksteuerungskammer 30 über den Ventilsitz 24 zu der Atmosphäre oder einem Sumpf abfließt.

Es versteht sich, dass der Ventilkörper 12 dazu vorgesehen ist, in eine Zugangsöffnung oder einen Hohlraum in einer (nicht veranschaulichten) fluidbetätigten Struktur eingeführt zu werden, wobei der Einlasskanal 16 von dem Drucksteuerungssignalkanal 28 und dieser wiederum von dem Auslasskanal 32 mittels elastischer Dichtungsringe 34, 36 isoliert sind, die in rings um den Außenumfang des Körpers 12 verlaufenden Nuten angeordnet sind.

Der obere Körper 22 weist einen ersten oder unteren ringförmigen Flusssammler 38 auf, der mit diesem in Kontakt stehend auf diesem gemeinsam mit einem unteren Ringflansch 40 eines Spulenkörpers 42 aufgenommen ist, der konzentrisch auf dem Flusssammler 38 in konzentrischer Anordnung mit diesem aufgenommen ist und um den eine Spule 44 aus einem elektrisch leitenden Material gewickelt ist. Falls erwünscht, kann auf der axialen Stirnseite des Flansches 40 des Spulenkörpers eine ringförmige Positionierungsrippe vorgesehen und in einer Nut 48 aufgenommen sein, die in dem Flusssammler ausgebildet ist, um den Spulenkörper in Bezug auf diesen zu positionieren und festzulegen.

In dem Spulenkörper ist ein bewegbarer Anker 50 verschiebbar aufgenommen, der einen zentral angeordneten Zapfen oder eine zentral angeordnete Stange 52 aufweist, der bzw. die an diesem beispielsweise durch eine Presspassungsverbindung befestigt ist. Die Stange 52 erstreckt sich in axialer Richtung von diesem nach unten durch eine Führungsbuchse oder ein Führungslager 54, die bzw. das an dieser anliegt und positioniert ist, indem sie bzw. es mit der Schrägfläche 56 in Kontakt steht, die in dem oberen Körper 22 ausgebildet ist, um die Stange in Bezug auf den Ventilsitz 24 zu positionieren und zu zentrieren. Die Buchse 54 ist in Kontakt mit der Fläche 56 durch eine Schraubenfeder nach unten vorgespannt, deren unteres Ende gegen die Buchse 54 abgestützt ist und deren oberes Ende in einer in der unteren Fläche des Ankers 50 vorgesehenen Ausnehmung angeordnet ist und mit dieser in Berührung steht.

Über dem Spulenkörper und der Spule 44 ist ein rohrförmiges Gehäuse oder ein rohrförmiger Becher 60 aufgenommen. Das Gehäuse 60 weist vorzugsweise einen radial nach innen verlaufenden ringförmigen Flansch 62 auf, der an seinem unteren Ende ausgebildet ist und der mit einer Schrägfläche 64 in Berührung steht, die an dem oberen Gehäuseelement 22 ausgebildet ist, um den Becher in axialer Richtung auf dem Ventilkörper zu positionieren.

Der Spulenkörper 42 mit der Spule 44 und der Flusssammler 38 werden auf dem Körper durch Verformung erster Teile oder Abschnitte des Gehäuses 60 nach innen über den oberen Flansch 68 des Spulekörpers gehaltert. In der momentan bevorzugten Ausführungsform weisen die verformten Teile mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Nasen 70 auf, die um den Umfang des Gehäuses 60 herum ausgebildet sind.

Ein zweiter ringförmiger Flusssammler 66 ist in dem Gehäuse aufgenommen und weist ein daran vorgesehenes Polstück 72 auf, das sich in den zentralen Bereich des Spulenkörpers hinein erstreckt, um gemeinsam mit dem oberen Ende des Ankers 50 einen Luftspalt zu bilden. Das Polstück 72 ist vorzugsweise in dem Flusssammler 66 durch Verschrauben verbunden, um eine Einstellung des Luftspalts von der Außenseite des Gehäuses aus zu ermöglichen.

Zwischen dem Anker 50 und dem unteren Ende des Polstücks 72 ist eine Feder vorgesehen, die dazu dient, den Anker in eine untere Position vorzuspannen, um die Stange 52 zu veranlassen, das Kugelventil 26 mit dem unteren Ventilsitz 18 in Berührung zu drücken.

Es versteht sich, dass sich elektrische Anschlüsse 74, 76 von dem oberen Flansch 68 des Spulenkörpers aus durch eine in dem Flusssammler vorgesehene Zugangsöffnung 76 hindurch nach oben erstrecken, um eine äußere elektrische Verbindung mit der Spule 44 zu erleichtern. Der obere Flusssammler und das Polstück 72 sind in axialer Anlage gegen die Nase 70 in Position gehalten, indem zweite Teile oder Abschnitte des Gehäuses, vorzugsweise in der Form von Nasen 78, über die obere Fläche des Flusssammlers 66 verformt sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist somit eine einzigartige und neue Art und Weise der Montage eines elektromagnetisch betätigten Ventils in einer Weise geschaffen, die es ermöglicht, den Spulenkörper und Anker auf dem Ventilkörper durch einfache Metallverformung eines ersten Teils eines darüber platzierten Gehäuses zu montieren; und anschließend können der Flusssammler und das einstellbare Polstück darüber aufgebaut und die Montage durch einfache Verformung anderer Teile des Gehäuses vervollständigt werden. Auf das Polstück kann durch ein Ende des Gehäuses hindurch zugegriffen werden, um eine Einstellung des Luftspalts zu ermöglichen. Die vorliegende Erfindung stellt somit eine kostengünstige und einfache Art und Weise zur Montage und Kalibrierung eines Elektromagnetventils bereit, ohne dass gesonderte Befestigungsmittel zum Halten der Komponenten in ihrem zusammengesetzten Zustand und ihrer richtigen Ausrichtung erforderlich sind.

Obwohl die Erfindung hier vorstehend mit Bezug auf die veranschaulichten Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass die Erfindung Modifikationen und Veränderungen erfahren kann und lediglich durch die folgenden Ansprüche beschränkt ist.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch betätigten Ventils, das aufweist:

(a) Bereitstellung eines Ventilgrundkörpers (12) mit einem ersten Flusssammler (38) an diesem;

(b) Anordnung einer Spule (44) und eines Spulenkörpers (42) mit einem proximalen Ende (40) benachbart zu dem ersten Flusssammler;

(c) Anordnung eines Gehäuses (60) über dem Spulenkörper und Verformung erster Teile des Gehäuses (70) über dem Spulenkörper und Halterung des Spulenkörpers und des Gehäuses an dem Grundkörper; und

(d) Anordnung eines zweiten Flusssammlers (66) in dem Gehäuse benachbart zu dem distalen Ende des Spulenkörpers und Verformung zweiter Teile des Gehäuses (78) und Halterung des zweiten Flusssammlers in dem Gehäuse.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Verformung erster Teile des Gehäuses die Ausbildung einer Anzahl von Zungen (70) und das Umbiegen der Zungen über einem distalen Ende des Spulenkörpers enthält. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Anordnung eines Gehäuses die Ausbildung eines zylindrischen Mantels und die Ausbildung eines nach innen verlaufenden Flansches (62) an einem proximalen Ende von diesem enthält. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Anordnung eines Gehäuses die Ausbildung eines zylindrischen Mantels und die Ausbildung einer Anzahl von Zungen (70) enthält, die in Umfangsrichtung um den Mantel herum zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei der Schritt der Verformung erster Teile ein Umbiegen der Zungen enthält. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Verformung zweiter Teile die Ausbildung einer Anzahl von Zungen (78) an dem distalen Ende des Gehäuses und ein Umbiegen der Zungen über dem Flusssammler enthält. Elektromagnetisch betätigtes Ventil, das aufweist:

(a) einen Ventilgrundkörper (12) mit einem ersten Flusssammler (38) mit einem Spulenkörper, dessen ein Ende in der Nähe des ersten Flusssammlers angeordnet ist;

(b) ein Gehäuse (60), das gemeinsam mit dem Grundkörper angeordnet ist und dessen erste Teile (70) verformt sind, um den Spulenkörper an dem Grundkörper zu haltern; und

(c) einen zweiten Flusssammler (66), der benachbart zu einem von dem einen Ende entfernten Ende des Spulenkörpers angeordnet ist, wobei das Gehäuse zweite Teile (78) aufweist, die verformt sind, um den zweiten Flusssammler zu haltern.
Ventil nach Anspruch 6, wobei die ersten Teile des Gehäuses eine Anzahl von integral mit diesem ausgebildeten Zungen (70) enthalten. Ventil nach Anspruch 7, wobei die Zungen über einem Flansch des Spulenkörpers abgewinkelt sind. Ventil nach Anspruch 6, wobei die zweiten Teile des Gehäuses eine Anzahl von integral mit diesem ausgebildeten Zungen (78) enthalten. Ventil nach Anspruch 9, wobei die Zungen über dem zweiten Flusssammler abgewinkelt sind. Ventil nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse eine im Wesentlichen zylindrische rohrförmige Gestalt aufweist. Ventil nach Anspruch 11, wobei das eine Ende des Gehäuses nach innen verlaufende Flächen (62) aufweist, die mit dem Grundkörper verbunden sind. Ventil nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse einen im Wesentlichen zylindrischen Mantel mit nach innen verlaufenden Flächen (62) an einem Ende von diesem aufweist, die in Eingriffsverbindung mit dem Grundkörper stehen.






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