DE102005043969A1 - Valve device for controlling fluid stream, e.g. volume flow of gaseous fluid, has damping area which is designed between stop surface and area attached to housing for absorbing kinetic energy of valve armature - Google Patents

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Abstract

Valve device (1) has the damping area (16) which is designed between the stop surface (15) and the area (11) attached to the housing for absorbing the kinetic energy of the valve armature (8). Valve device has an internal pole element (9, 9a, 9b) which is carried out in two parts.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines Fluidstroms, insbesondere eines Volumenstroms eines gasförmigen Fluids nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The The invention relates to a device for controlling a fluid flow, in particular a volume flow of a gaseous fluid according to the preamble of claim 1 closer defined type.

Aus der DE 103 04 143 A1 ist eine Ventilvorrichtung zum Steuern eines Fluids bekannt, welche ein Ventilgehäuse und eine elektromagnetische Betätigungseinheit zum Betätigen eines Ventilankers aufweist. Der Ventilanker ist axial verschiebbar in einer Führungshülse geführt und zur Steuerung eines Fluidstroms zwischen einer Zuströmseite und einer Abströmseite vorgesehen. Dazu ist der Ventilanker mit einem mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilschließglied ausgebildet, das zum Überführen der Ventilvorrichtung zwischen einem geschlossenen und einem geöffneten Zustand in der Führungshülse axial entgegen einem Anschlagelement gegen die Kraft einer Rückstellfeder bewegbar ist.From the DE 103 04 143 A1 For example, a valve device for controlling a fluid is known, which has a valve housing and an electromagnetic actuation unit for actuating a valve anchor. The valve armature is guided axially displaceably in a guide sleeve and provided for controlling a fluid flow between an inflow side and an outflow side. For this purpose, the valve armature is formed with a cooperating with a valve seat valve closure member which is movable for transferring the valve device between a closed and an open state in the guide sleeve axially against a stop member against the force of a return spring.

Derartige Einspritzventile bzw. Einblasventile, welche bei gasförmigen Medien zum Einsatz kommen, sind bezüglich Ihres Aufbaus und der Funktion im Wesentlichen von den für flüssige Medien gebräuchlichen Einspritzventilen abgeleitet, wobei es schwierig ist, den speziellen Anforderungen zu genügen, die beim Steuern gasförmiger Volumenströme an Ventile gestellt werden.such Injectors or injection valves, which in gaseous media are used with respect to Their construction and function are substantially different from those for liquid media common Derived injectors, where it is difficult, the special To meet requirements, the gaseous when controlling Volume flows Valves are placed.

Einem Gasverbrennungsmotor bzw. einer Brennstoffzelle sind in der Regel weitaus größere Fluidmengen zuzuführen als einem mit Flüssigbrennstoff betriebenen Verbrennungsmotor. Weshalb Ventilvorrichtungen zum Steuern von gasförmigen Fluiden mit größeren Querschnitten und größeren Ankerhüben zur Verfügung zu stellen sind.a Gas combustion engine or a fuel cell are usually much larger amounts of fluid supply as one with liquid fuel operated internal combustion engine. Why valve devices for controlling of gaseous Fluids with larger cross sections and larger anchor strokes to disposal are to be made.

Aufgrund der im Vergleich zu Einspritzventilen für flüssige Medien großen Querschnitte werden zur Betätigung von Ventilvorrichtungen für gasförmige Medien sogenannte stromgeregelte Endstufen verwendet, wobei die Ventilvorrichtungen durch die Ansteuerung mit stromgeregelten Endstufen mit sehr kurzen Öffnungszeiten betrieben werden.by virtue of the compared to injectors for liquid media large cross-sections become the operation of valve devices for gaseous Media so-called current-controlled amplifiers used, the Valve devices by the control with current-controlled output stages with very short opening times operate.

Dies führt jedoch nachteilhafterweise dazu, dass der Ventilanker mit derartigen Geschwindigkeiten auf das eine Hubbegrenzungsfläche aufweisende Anschlagelement auftrifft, was nachteilhafterweise zu einer plastischen Verformung der Hubbegrenzungsfläche und/oder einem Abplatzen einer Verschleißschutzschicht bzw. einer Schicht zur Einstellung eines magnetischen Restluftspaltes im Bereich zwischen dem Ventilanker und dem Anschlagelement führt. Diese Verschleißerscheinungen verursachen im Betrieb der Ventilvorrichtung und führen zu einer unerwünschten Veränderung der Funktionswerte.This leads however disadvantageously that the valve anchor at such speeds on the one Hubbegrenzungsfläche facing stop element impinges, which disadvantageously to a plastic deformation of Hubbegrenzungsfläche and / or a chipping a wear protection layer or a layer for adjusting a magnetic residual air gap in the area between the valve anchor and the stop element leads. These wear cause during operation of the valve device and lead to an undesirable change the functional values.

Aus diesem Grund ist in der Praxis dazu übergegangen worden, die miteinander in Kontakt tretenden Stirnflächen des Ventilankers und/oder des Anschlagelements mit als Dämpfungselement wirkenden Elastomeren zu beschichten.Out For this reason, it has been passed on in practice to each other in contact with the end faces the valve anchor and / or the stop element with as a damping element to coat acting elastomers.

Derartig ausgebildete Ventilvorrichtungen weisen aufgrund der Stoffeigenschaften der Elastomere gegenüber ohne Elastomerdämpfungselemente ausgeführten Ventilvorrichtungen Nachteile hinsichtlich der schlechten Einstellbarkeit der Härte, der hohen Streuung zwischen den Ventilen, der Kleinmengenlinearität, des Temperaturverhaltens und des höheren Bedarfs an Magnetkraft zur Betätigung der Ventilvorrichtung auf.Such trained valve devices have due to the material properties the elastomers opposite without elastomer damping elements executed Valve devices Disadvantages in terms of poor adjustability the hardness, the high dispersion between the valves, the small quantity linearity, the temperature behavior and the higher one Demand for magnetic force for actuation the valve device.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilvorrichtung zum Steuern eines Fluidstroms, insbesondere eines Volumenstroms eines gasförmigen Fluids zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Lebensdauer aufweist und mit der eine exakte Steuerung durchführbar ist.Of the The present invention is therefore based on the object, a valve device for controlling a fluid flow, in particular a volume flow a gaseous one Fluids available to provide, which has a long life and with the one exact control feasible is.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern eines Fluidstroms, insbesondere eines Volumenstroms eines gasförmigen Fluids, ist mit einem Führungselement, in dem ein Ventilanker mit einem Ventilschließglied zur Einstellung des Fluidstroms zwischen einer Zuströmseite und einer Abströmseite gegenüber einem Ventilsitzkörper axial beweglich geführt ist, ausgebildet. Der Ventilanker ist mittels einer mit einer Spule und einem wenigstens teilweise innerhalb der Spule angeordneten Innenpolelement ausgeführten elektromagnetischen Betätigungseinrichtung zwischen zwei Endstellungen verschiebbar, wobei eine erste Endstellung des Ventilankers durch eine dem Ventilanker zugeordnete Anschlagstirnfläche des Innenpolelements definiert ist und das Innenpolelement zum Abstützen des Ventilankers in seiner ersten Endstellung mit einem mit einem gehäusefesten Bereich zusammenwirkenden Abstützbereich ausgebildet ist.The inventive device for controlling a fluid flow, in particular a volume flow a gaseous one Fluids, is with a guide element, in which a valve anchor with a valve closing member for adjusting the Fluid flow between an inflow side and a downstream side opposite one Valve seat body guided axially movable is, trained. The valve anchor is by means of a coil and one at least partially disposed within the coil Innenpolelement executed electromagnetic actuator displaceable between two end positions, wherein a first end position the valve anchor by a valve armature associated stop face of Inner pole is defined and the inner pole member for supporting the Valve anchor in its first end position with a fixed to the housing Area cooperating support area formed is.

Erfindungsgemäß ist zwischen der Anschlagstirnfläche und dem gehäusefesten Bereich wenigstens ein Bewegungsenergie des Ventilankers absorbierender Dämpfungsbereich ausgebildet. Dadurch ist die Ventilvorrichtung auf konstruktiv einfache Art und Weise mit einem einstellbaren Abbremsmechanismus für den Magnetanker ausgebildet, mittels welchem Verschleiß bzw. plastische Verformungen sowohl im Bereich des Ventilankers als auch im Bereich des die erste Endstellung des Ventilankers definierenden Anschlages am Innenpolelement reduzierbar bzw. vollständig vermeidbar sind.According to the invention, at least one kinetic energy of the valve armature absorbing damping region is formed between the stop end face and the housing-fixed area. Thus, the valve device is designed in a structurally simple manner with an adjustable braking mechanism for the armature, by means of which wear or plastic deformation both in the region of the valve armature and in the region of the first end position of the valve armature defining stop on the inner pole element are reducible or completely avoidable.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ventilvorrichtung bietet neben einer einfach einstellbaren Gegenkraft für den Ventilanker die Möglichkeit, Betriebsgeräusche im Bereich der Ventilvorrichtung im Vergleich zu herkömmlich ausgebildeten Ventilvorrichtungen wesentlich zu reduzieren.The inventive design the valve device offers in addition to an easily adjustable counterforce for the Valve anchor the possibility of operating noise in the Area of the valve device compared to conventionally trained Significantly reduce valve devices.

Zusätzlich wird durch den verringerten bzw. vollständig eliminierten Verschleiß im Bereich zwischen den einander zugewandten und in der ersten Endstellung des Ventilankers einander anliegenden Stirnflächen des Ventilankers und des Innenpolelementes eine über die gesamte Lebensdauer der Ventilvorrichtung gleichbleibende Funktionalität der Ventilvorrichtung erreicht, was besonders vorteilhaft für die Ansteuerung eines Verbrennungsmotors ist.In addition will due to the reduced or completely eliminated wear in the area between the facing and in the first end position the valve anchor adjacent end faces of the valve armature and the Innenpolelementes a about the entire life of the valve device consistent functionality of the valve device achieved, which is particularly advantageous for the control of an internal combustion engine is.

Ein weiterer Vorteil, welcher sich aus der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Ventilvorrichtung ergibt, ist, dass im Vergleich zu herkömmlichen Ventilvorrichtungen eine deutliche Reduktion der Stoßkraft des Ventilankers erzielt wird. Dies führt ebenfalls zu einer Reduzierung der Stoßbelastung der weiteren Bauteile der Ventilvorrichtung, so dass aufwändige Maßnahmen, welche die durch das Auftreffen des Ventilankers auf das Innenpolelement ausgelösten Erschütterungen im Bereich der gesamten Ventilvorrichtung reduzieren, nicht erforderlich sind.One Another advantage resulting from the embodiment of the invention the valve device results is that compared to conventional valve devices achieved a significant reduction in the impact force of the valve anchor becomes. This also leads to reduce the impact load of the other components of the valve device, so that complex measures, which the vibrations caused by the impact of the valve armature on the Innenpolelement reduce in the area of the entire valve device, are not required.

Zudem ist die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung im Vergleich zu an sich bekannten Ventilvorrichtungen mit einem schlankeren Magnetkreis ausführbar, da der Ventilanker gegen den festen Anschlag des vorzugsweise rohrförmigen Innenpolelements abgefedert ist.moreover is the valve device according to the invention in comparison to known valve devices with a slimmer magnetic circuit executable, because the valve armature against the fixed stop of the preferably tubular Innenpolelements is cushioned.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject to The invention are the description, the drawings and the claims removed.

Zeichnungdrawing

Drei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß ausgeführten Ventilvorrichtung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Three embodiments an inventively designed valve device are shown schematically in the drawing and simplified explained in more detail in the following description. Show it:

1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ventilvorrichtung; 1 a longitudinal section through a valve device according to the invention;

2 eine vergrößerte Einzeldarstellung des Innenpolelements gemäß 1; 2 an enlarged detail of the Innenpolelements according to 1 ;

3 eine 2 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Innenpolelements; und 3 a 2 corresponding representation of a second embodiment of the inner pole member; and

4 eine 1 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgeführten Ventilvorrichtung. 4 a 1 corresponding representation of another embodiment of an inventively designed valve device.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

1 zeigt einen Teillängsschnitt einer Ventilvorrichtung 1, welches zum Einsatz bei einer Brennstoffzelle oder bei einem Gasverbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges ausgelegt ist und zur Steuerung eines Fluidstroms, d. h. eines Volumenstroms eines gasförmigen Fluids, von einer Zuströmseite 2 zu einer Abströmseite 3 vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung kann beispielsweise als niederohmiges Gaseinlassventil in Nutzkraftwagen, wie LKWs oder Bussen eingesetzt werden. 1 shows a partial longitudinal section of a valve device 1 which is designed for use in a fuel cell or in a gas combustion engine of a motor vehicle and for controlling a fluid flow, ie a volume flow of a gaseous fluid, from an inlet side 2 to a downstream side 3 is provided. The valve device according to the invention can be used for example as a low-resistance gas inlet valve in commercial vehicles, such as trucks or buses.

Die Ventilvorrichtung 1 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 4, in welchem eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 5 mit einer Magnetspule 6 angeordnet ist, welche wiederum eine vorliegend durch Tiefziehen oder eine andere Umformtechnik hergestellte Führungshülse bzw. ein Führungselement 7 aus nichtmagnetischem Werkstoff umgreift.The valve device 1 includes a multi-part housing 4 in which an electromagnetic actuator 5 with a magnetic coil 6 is arranged, which in turn a presently produced by deep drawing or other forming technique guide sleeve or a guide element 7 made of non-magnetic material.

In dem Führungselement 7 ist ein weichmagnetischer Ventilanker 8 axial verschieblich gelagert, der mit einem nicht näher dargestellten Ventilschließglied verbunden ist, welches zum Zusammenwirken mit einem Ventilsitz vorgesehen ist.In the guide element 7 is a soft magnetic valve anchor 8th axially displaceably mounted, which is connected to a valve closure member, not shown, which is provided for cooperation with a valve seat.

Zuströmseitig schließt sich an den Ventilanker 8 ein koaxial in der Führungshülse 7 angeordnetes, rohrförmig ausgebildetes Innenpolelement 9 an, welches einen Innenpol der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 5 bildet. Das Innenpolelement 9 liegt mit einer dem Ventilanker 8 abgewandten Stirnfläche 10, die einen Abstützbereich des Innenpolelements 9 darstellt, an einer einen axialfesten Anschlag bildenden bzw. einen gehäusefesten Bereich darstellenden Anschlaghülse 11 an, welche fest mit dem Führungselement 7 verbunden ist.On the inflow side closes to the valve anchor 8th a coaxial in the guide sleeve 7 arranged, tubular inner pole formed element 9 on which an inner pole of the electromagnetic actuator 5 forms. The inner pole element 9 lies with a valve anchor 8th opposite end face 10 that has a support region of the inner pole element 9 represents, on a an axial fixed stop forming or a housing fixed area performing stop sleeve 11 which is fixed to the guide element 7 connected is.

Der Ventilanker 8 und das Innenpolelement 9 weisen jeweils eine zentrale Bohrung auf, die der Zuführung des in den Verbrennungsraum der Verbrennungsmaschine einzuspritzenden gasförmigen Fluids dient und in der eine auf den Ventilanker 8 wirkende, zu diesem konzentrisch angeordnete Rückstellfeder 13 angeordnet ist. Die Rückstellfeder 13 ist abströmseitig bei der in der 1 dargestellten Ausführung der Ventilvorrichtung 1 an einer an dem Ventilanker 8 ausgebildeten Auflageschulter 14 und zuströmseitig an einer Einstellhülse 12 abgestützt.The valve anchor 8th and the inner pole member 9 each have a central bore, which serves to supply the gaseous fluid to be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine and in the one on the valve armature 8th acting, concentric to this return spring 13 is arranged. The return spring 13 is downstream at the in the 1 illustrated embodiment of the valve device 1 at one on the valve anchor 8th trained support shoulder 14 and on the inflow side of an adjusting sleeve 12 supported.

Die Einstellhülse 12 ist mit ihrem abströmseitigen Ende in der zentralen Bohrung des Innenpolelementes 9 angeordnet und mit einem ersten Innenpolelementteil 9A des zweiteilig ausgebildeten Innenpolelements 9 über eine Pressverbindung fest verbunden. Diese Verbindung, welche auch als veränderbare Gewindeverbindung ausgebildet sein kann, dient der Bestimmung der axialen Länge der Kombination aus Einstellhülse 12 und Innenpolelement 9.The adjusting sleeve 12 is with her outflow term end in the central bore of the Innenpolelementes 9 arranged and with a first Innenpolelementteil 9A of the two-part inner pole element 9 firmly connected via a press connection. This compound, which can also be designed as a variable threaded connection, serves to determine the axial length of the combination of adjusting sleeve 12 and inner pole element 9 ,

Im nicht aktivierten geschlossenen Zustand der Ventilvorrichtung 1 ist der Ventilsitz durch das Ventilschließglied abgedichtet, wobei das mit dem Ventilanker 8 fest verbundene Ventilschließglied durch die Kraft der Rückstellfeder 13 in Schließstellung gehalten wird. Die Einstellhülse 12 und das Innenpolelement 9 werden über die Anschlaghülse 11 in einer vordefinierten Axialposition gehalten.In the non-activated closed state of the valve device 1 the valve seat is sealed by the valve closure member, with the valve anchor 8th firmly connected valve closing member by the force of the return spring 13 is held in the closed position. The adjusting sleeve 12 and the inner pole member 9 Be over the stop sleeve 11 held in a predefined axial position.

Zum Öffnen der Ventilvorrichtung 1 wird die Magnetspule 6 der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 5 erregt, wodurch der magnetische Ventilanker 8 mit dem Ventilschließglied von dem Ventilsitz abgehoben und in Richtung der Zuströmseite 2 der Ventilvorrichtung 1 bewegt wird. Sobald der Ventilanker 8 auf die im Ventilanker 8 zugewandte Stirnfläche 15 eines zweiten Innenpolelementteils 9B auftrifft, wird der durch die Bewegung des Ventilankers 8 generierte Impuls in das zweite Innenpolelementteil 9B eingeleitet.To open the valve device 1 becomes the magnetic coil 6 the electromagnetic actuator 5 energized, causing the magnetic valve anchor 8th lifted with the valve closing member of the valve seat and in the direction of the inflow side 2 the valve device 1 is moved. As soon as the valve anchor 8th on the in the valve anchor 8th facing end face 15 a second Innenpolelementteils 9B is hit by the movement of the valve anchor 8th generated momentum in the second Innenpolelementteil 9B initiated.

Das zweite Innenpolelementteil 9B, dessen Außendurchmesser D2 kleiner ist als der Außendurchmesser D1 des ersten Innenpolelementteils 9A ist, ist in dem Führungselement 7 axial verschieblich geführt und stützt sich über einen zwischen dem zweiten Innenpolelementteil 9B und dem ersten Innenpolelementteil 9A vorgesehenen Dämpfungsbereich 16 in axialer Richtung an der Anschlaghülse 11 ab. Zusätzlich ist das erste Innenpolelementteil 9A in die Führungshülse 7 eingepresst und somit in axialer Richtung nicht verschieblich ausgeführt.The second inner pole element part 9B , whose outer diameter D2 is smaller than the outer diameter D1 of the first Innenpolelementteils 9A is, is in the guide element 7 axially displaceably guided and supported by a between the second inner pole element part 9B and the first inner pole member part 9A provided damping range 16 in the axial direction on the stop sleeve 11 from. In addition, the first inner pole member part 9A in the guide sleeve 7 pressed in and thus not designed to be displaceable in the axial direction.

Der Dämpfungsbereich 16 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Ventilvorrichtung 1 als ein elastischer Elastomerring ausgeführt, der beim Öffnen der Ventilvorrichtung 1 den durch das Auftreffen des Ventilankers 8 auf die Stirnfläche 15 des zweiten Innenpolelementteils 9B auftretenden Impuls zumindest zu einem derartigen Anteil absorbiert bzw. dämpft, dass ein Verschleiß im Bereich der dem Innenpolelement 9 zugewandten Stirnfläche des Ventilankers 8 sowie der Stirnfläche 15 des Innenpolelements 9 vermieden wird und ein Ventilgeräusch beim Öffnen der Ventilvorrichtung 1 gering ist.The damping range 16 is at the in 1 illustrated embodiment of the valve device 1 designed as an elastic elastomer ring when opening the valve device 1 by the impact of the valve anchor 8th on the face 15 the second Innenpolelementteils 9B occurring pulse absorbs or attenuates at least to such a proportion that a wear in the region of the inner pole element 9 facing end face of the valve anchor 8th as well as the face 15 of the inner pole element 9 is avoided and a valve noise when opening the valve device 1 is low.

Durch die Anordnung des Dämpfungsbereiches 16 zwischen den beiden Innenpolelementteilen 9A und 9B des Innenpolelementes 9 liegt eine einstellbare Abbremsung des Ventilankers 8 vor, ohne dass plastische Verformungen oder ein Verschleiß an den Kontaktflächen des Ventilankers 8 und des Innenpolelements 9 bei einem Ventilöffnungsvorgang auftreten, da der Impuls beim Auftreffen des Ventilankers 8 auf das Innenpolelement 9 bei einer Ventilöffnung an den Dämpfungsbereich 16 weitergeleitet und die Impulsenergie dort aufgrund der axialen Bewegung des zweiten Innenpolelementteils 9B und der damit einhergehenden Verformung des Dämpfungsbereiches 16 abgebaut wird.By the arrangement of the damping area 16 between the two inner pole element parts 9A and 9B of the inner pole element 9 is an adjustable deceleration of the valve anchor 8th before, without plastic deformation or wear on the contact surfaces of the valve anchor 8th and the inner pole member 9 occur during a valve opening operation, since the impulse upon impact of the valve armature 8th on the inner pole element 9 at a valve opening to the damping area 16 forwarded and the pulse energy there due to the axial movement of the second Innenpolelementteils 9B and the concomitant deformation of the damping region 16 is reduced.

Je nach Dimensionierung der Ventilvorrichtung 1 und der gewünschten Einspritz- bzw. Einblasdynamik kann über eine entsprechende Wahl der Elastizität des Dämpfungsbereiches 16 die von diesem aufgebrachte Gegenkraft individuell eingestellt werden, so dass sich für jede Ventilvorrichtung eine stabile Dämpfungsfunktion und Ventilfunktion über die gesamte Lebensdauer des Ventils ergibt.Depending on the dimensions of the valve device 1 and the desired injection or blow-in dynamics can via a corresponding choice of the elasticity of the damping region 16 the opposing force applied by this are set individually, so that there is a stable damping function and valve function over the entire life of the valve for each valve device.

Dabei besteht zusätzlich die Möglichkeit, den Öffnungsvorgang derart zu gestalten, dass die erfindungsgemäß vorgesehene Dämpfung über den Dämpfungsbereich 16 keinerlei Auswirkungen auf die Funktionalität, wie z. B. den Einspritz- bzw. Einblaswinkel und die dynamische Mengeneinstellung, der Ventilvorrichtung 1 hat.In addition, it is possible to make the opening process such that the damping provided according to the invention via the damping region 16 no impact on functionality, such as: As the injection or Einblaswinkel and the dynamic volume adjustment, the valve device 1 Has.

In Abhängigkeit der Elastomerhärte bzw. des für die Herstellung des Dämpfungsbereichs 16 ausgewählten Elastomertyps steht der durch den Impuls verursachten Bewegung des Ventilankers 8 in Richtung der Einströmseite 2 eine bestimmte Gegenkraft des Dämpfungsbereichs 16 entgegen, aufgrund der sich der Ventilanker 8 und das zweite Innenpolelementteil 9B nach Erreichen der maximalen Auslenkung des Ventilankers 8 wieder in Richtung des Ausströmbereichs 3 bzw. des Ventilsitzes der Ventilvorrichtung bewegen, bis sich eine stabile Gleichgewichtslage einstellt, in der sich der Elastomerring 16 in Abhängigkeit der an ihn angreifenden resultierenden Gesamtkraftkomponente in einem bestimmten Verformungszustand befindet.Depending on the elastomer hardness or for the production of the damping region 16 selected elastomer type is the caused by the pulse movement of the valve anchor 8th in the direction of the inflow side 2 a certain counterforce of the damping range 16 contrary, due to the valve anchor 8th and the second inner pole member part 9B after reaching the maximum deflection of the valve anchor 8th again in the direction of the outflow area 3 or the valve seat of the valve device to move until a stable equilibrium position is established, in which the elastomeric ring 16 is in a certain state of deformation as a function of the resultant total force component acting on it.

2 zeigt das in 1 näher dargestellte zweiteilig ausgeführte Innenpolelement 9 und den zwischen den beiden Innenpolelementteilen 9A und 9B angeordneten Dämpfungsbereich 16, wobei letztgenannter bei der in 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Ventilvorrichtung als Elastomerring ausgebildet ist. 2 shows that in 1 shown in more detail two-part executed inner pole 9 and between the two Innenpolelementteilen 9A and 9B arranged damping area 16 the latter mentioned in the 1 and 2 illustrated first embodiment of the valve device is designed as an elastomeric ring.

In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiels eines Innenpolelements 9 einer erfindungsgemäß ausgeführten Ventilvorrichtung 1 gezeigt, bei der der Dämpfungsbereich 16 als gewellte Metallfeder ausgebildet ist, die die beiden Innenpolelementteile 9A und 9B federnd miteinander verbindet.In 3 is a second embodiment of an inner pole member 9 an inventively designed valve device 1 shown at the attenuation area 16 is formed as a corrugated metal spring, which is the two Innenpolelementteile 9A and 9B resiliently interconnected.

Das bedeutet, dass der Metallfeder des in 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels grundsätzlich dieselbe Funktionalität zugrunde liegt wie dem Elastomerring des in 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels der Ventil vorrichtung 1, nämlich einen beim Öffnungsvorgang der Ventilvorrichtung 1 auftretenden Impuls zwischen dem beweglich in der Führungshülse 7 angeordneten zweiten Innenpolelementteil 9B und dem in die Führungshülse 7 eingepressten ersten Innenpolelementteil 9A durch reversible Verformung derart zu absorbieren, dass plastische Verformungen und Verschleiß im Bereich der einander zugewandten Stirnflächen des Ventilankers 8 und des Innenpolelements 9 auf einfache Art und Weise vermieden werden, wobei die der Bewegung des Ventilankers 8 entgegenwirkende Gegenkraft der Metallfeder 16 des zweiten Ausführungsbeispiels der Ventilvorrichtung 1 durch entsprechende Auslegung der Kraft der Metallfeder, die beispielsweise durch Veränderung der Federneigung variierbar ist, auf einfache Art und Weise an den jeweils vorliegenden Anwendungsfall anpassbar ist.This means that the metal spring of the in 3 illustrated second embodiment is basically the same functionality as the elastomer ring of in 1 and 2 shown first embodiment of the valve device 1 namely an opening operation of the valve device 1 occurring momentum between the movable in the guide sleeve 7 arranged second inner pole element part 9B and in the guide sleeve 7 pressed first inner pole element part 9A absorb by reversible deformation such that plastic deformation and wear in the region of the mutually facing end faces of the valve armature 8th and the inner pole member 9 be avoided in a simple manner, taking into account the movement of the valve anchor 8th counteracting counterforce of the metal spring 16 of the second embodiment of the valve device 1 by appropriate design of the force of the metal spring, which is variable, for example, by changing the tendency of the spring, in a simple manner to the respective present application is adaptable.

Die Einstellung der Federkraft des Dämpfungsbereiches des Innenpolelements bzw. die dynamische Mengeneinstellung der Ventilvorrichtung 1 gemäß 1 bzw. gemäß 3 erfolgt auf einfache Art und Weise mittels einer an den jeweils vorliegenden Anwendungsfall angepassten dynamischen und statischen Massenstromeinstellung in an sich bekannter Art und Weise.The adjustment of the spring force of the damping region of the inner pole element or the dynamic quantity adjustment of the valve device 1 according to 1 or according to 3 takes place in a simple manner by means of a adapted to the particular application case dynamic and static mass flow adjustment in a conventional manner.

Bei einer nicht näher dargestellten weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Ventilvorrichtung ist es vorgesehen, dass der Dämpfungsbereich des hohlzylindrisch ausgeführten Innenpolelements mehrere über den Umfang und die axiale Länge des Innenpolelements verteilt angeordnete Aussparungen in der Zylinderwand aufweist, welche das Innenpolelement mit der für die Dämpfung des durch das Auftreffen des Ventilankers auf das Innenpolelement generierten Impulses bzw. der Auftreffenergie erforderlichen Elastizität ausbildet und die den die Ventilfunktion der Ventilvorrichtung beeinträchtigenden Verschleiß auf einfache Art und Weise vermeidet.at one not closer shown further advantageous embodiment of the valve device it provided that the damping area of the hollow cylindrical running Inner pole over several the circumference and the axial length the Innenpolelements distributed recesses arranged in the cylinder wall having the inner pole member with the for the damping of the impact of the valve armature on the inner pole element generated pulse or the impact energy forms necessary elasticity and the the Valve function of the valve device impairing wear on simple Fashion avoids.

Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmannes, den Dämpfungsbereich in anderer geeigneter Art und Weise auszuführen sowie das Innenpolelement auch mit mehreren Dämpfungsbereichen auszuführen, welche beispielsweise aus einer Kombination verschiedener Ausgestaltungen, d. h. eine Kombination aus einem Elastomerring und/oder einer Metallfeder und/oder Aussparungen in der Zylinderwand des Innenpolelementes gebildet sind.Of course it lies at the discretion of the skilled person, the attenuation range in other appropriate Fashion way as well as to execute the inner pole element with a plurality of damping regions, which for example, from a combination of different embodiments, d. H. a combination of an elastomeric ring and / or a metal spring and / or recesses in the cylinder wall of the inner pole element are formed.

In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgeführten Ventilvorrichtung 1 dargestellt, bei welchem das Innenpolelement 9 abweichend von den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen einteilig ausgeführt ist. Der Dämpfungsbereich 16 ist in axialer Erstreckung der Ventilvorrichtung 1 zwischen der Stirnfläche 10 des Innenpolelements 9 und einer dem Innenpolelement 9 zugewandten Stirnfläche der Anschlaghülse 11 vorgesehen. Grundsätzlich weist der Dämpfungsbereich 16 bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel dieselbe Funktionalität wie die Dämpfungsbereiche der vorbeschriebenen Beispiele gemäß 1 bis 3 auf, weshalb bezüglich der Funktionalität des Dämpfungsbereiches 16 auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.In 4 is a further embodiment of an inventively designed valve device 1 illustrated in which the inner pole element 9 deviating from the above-described embodiments is made in one piece. The damping range 16 is in the axial extension of the valve device 1 between the face 10 of the inner pole element 9 and one of the inner pole member 9 facing end face of the stop sleeve 11 intended. Basically, the damping range 16 at the in 4 illustrated embodiment, the same functionality as the attenuation ranges of the above examples according to 1 to 3 on, which is why with respect to the functionality of the damping range 16 Reference is made to the above description.

Der Dämpfungsbereich 16 der Ventilvorrichtung 1 gemäß 3 ist vorliegend als ein hülsenartiger Elastomerring ausgeführt und kann selbstverständlich in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch als eine in 3 dargestellte Metallfeder oder in beliebig anderer geeigneter Ausführung ausgebildet sein.The damping range 16 the valve device 1 according to 3 is in the present case designed as a sleeve-like elastomer ring and can of course also in dependence of the particular application case as an in 3 illustrated metal spring or be designed in any other suitable design.

Claims (6)

Ventilvorrichtung (1) zum Steuern eines Fluidstroms, insbesondere eines Volumenstroms eines gasförmigen Fluids, mit einem Führungselement (7), in dem ein Ventilanker (8) mit einem Ventilschließglied zur Einstellung des Fluidstroms zwischen einer Zuströmseite (2) und einer Abströmseite (3) gegenüber einem Ventilsitz (5) axial beweglich geführt ist, wobei der Ventilanker (8) mittels einer mit einer Magnetspule (6) und einem wenigstens teilweise innerhalb der Magnetspule (6) angeordneten Innenpolelement (9, 9A, 9B) ausgeführten elektromagnetischen Betätigungseinrichtung (5) zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, und wobei eine erste Endstellung des Ventilankers (8) durch eine dem Ventilanker (8) zugewandte Anschlagstirnfläche (15) des Innenpolelements (9, 9A, 9B) definiert ist und das Innenpolelement (9, 9A, 9B) zum Abstützen des Ventilankers (8) in seiner ersten Endstellung mit einem mit einem gehäusefesten Bereich (11) zusammenwirkenden Abstützbereich (10) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anschlagstirnfläche (15) und dem gehäusefesten Bereich (11) wenigstens ein Bewegungsenergie des Ventilankers (8) absorbierender Dämpfungsbereich (16) ausgebildet.Valve device ( 1 ) for controlling a fluid flow, in particular a volume flow of a gaseous fluid, with a guide element ( 7 ), in which a valve anchor ( 8th ) with a valve closing member for adjusting the fluid flow between an inflow side ( 2 ) and a downstream side ( 3 ) relative to a valve seat ( 5 ) is guided axially movable, wherein the valve armature ( 8th ) by means of a magnetic coil ( 6 ) and at least partially within the magnetic coil ( 6 ) arranged inner pole element ( 9 . 9A . 9B ) carried out electromagnetic actuator ( 5 ) is displaceable between two end positions, and wherein a first end position of the valve armature ( 8th ) by a the valve anchor ( 8th ) facing stop face ( 15 ) of the inner pole element ( 9 . 9A . 9B ) and the inner pole element ( 9 . 9A . 9B ) for supporting the valve anchor ( 8th ) in its first end position with a housing-fixed area ( 11 ) cooperating support area ( 10 ) is formed, characterized in that between the stop face ( 15 ) and the housing-fixed area ( 11 ) at least one kinetic energy of the valve armature ( 8th ) absorbing damping area ( 16 ) educated. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenpolelement (9) einteilig ausgeführt ist und ein den Dämpfungsbereich (16) ausbildendes Dämpfungselement zwischen dem Abstützbereich (10) und dem gehäusefesten Bereich (11) angeordnet ist, welches reversibel verformbar ausgeführt ist.Valve device according to claim 1, characterized in that the inner pole element ( 9 ) is made in one piece and the damping range ( 16 ) forming damping element between the support area ( 10 ) and the housing-fixed area ( 11 ) is arranged, which is carried out reversibly deformable. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenpolelement (9, 9A, 9B) zweiteilig ausgeführt ist, wobei ein erstes Innenpolelementteil (9A) den Abstützbereich (10) aufweist und an dem Führungselement (7) abgestützt ist während das zweite Innenpolelementteil (9B) gegenüber dem Führungselement (7) und dem ersten Innenpolelementteil (9A) verschiebbar ausgebildet ist, und wobei zwischen dem ersten Innenpolelementteil (9A) und dem zweiten Innenpolelementteil (9B) ein den Dämpfungsbereich (16) ausbildendes Dämpfungselement angeordnet ist, welches reversibel verformbar ausgebildet ist.Valve device according to claim 1, characterized in that the inner pole element ( 9 . 9A . 9B ) is made in two parts, wherein a first inner pole element part ( 9A ) the support area ( 10 ) having and on the guide element ( 7 ) is supported while the second inner pole element part ( 9B ) relative to the guide element ( 7 ) and the first inner pole element part ( 9A ) is displaceable, and wherein between the first inner pole element part ( 9A ) and the second inner pole element part ( 9B ) the damping range ( 16 ) forming damping element is arranged, which is formed reversibly deformable. Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (16) aus einem Elastomer gebildet ist.Valve device according to claim 3, characterized in that the damping element ( 16 ) is formed of an elastomer. Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (16) als eine Metallfeder ausgebildet ist.Valve device according to claim 3, characterized in that the damping element ( 16 ) is formed as a metal spring. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsbereich des hohlzylindrisch ausgeführten Innenpolteils durch mehrere über den Umfang und die axiale Länge des Dämpfungsbereiches verteilt angeordnete Aussparungen in der Zylinderwand des Innenpolteils ausgebildet ist.Valve device according to claim 1, characterized in that that the damping area the hollow cylindrical running Innenpolteils through several over the circumference and the axial length the damping range distributed recesses arranged in the cylinder wall of the Innenpolteils is trained.
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