DE102009035444B4 - Magnetventil und Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils - Google Patents

Abstract

Magnetventil (115), mit folgenden Merkmalen: einem umlaufenden Außengehäuse (322) und einem umlaufenden Innengehäuse (324), die so aneinandergrenzen, dass eine erste Ventilöffnung und eine zweite Ventilöffnung ausgebildet werden, wobei das Außengehäuse mindestens eine äußere Durchgangsöffnung (340) aufweist, die über einen ersten Fluidkanal mit der ersten Ventilöffnung verbunden ist und wobei das Innengehäuse mindestens eine innere Durchgangsöffnung (342) aufweist, die über einen zweiten Fluidkanal mit der zweiten Ventilöffnung verbunden ist; einem ersten Verschlusselement (344), das beweglich angeordnet ist, um ein Verschließen und Öffnen der ersten Ventilöffnung zu ermöglichen und einem zweiten Verschlusselement (344), das beweglich angeordneten ist, um ein Verschließen und Öffnen der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen; und einer elektrischen Spule (320), die so zwischen dem Außengehäuse und dem Innengehäuse angeordnet ist, das das Außengehäuse, das Innengehäuse, das erste bewegliche Verschlusselement und das zweite bewegliche Verschlusselement jeweils Teilabschnitte eines Magnetkreises ausbilden, wenn durch die Spule ein elektrischer Strom...

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil, ein Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils sowie auf eine Feder, die beispielsweise im Nutzfahrzeugbereich eingesetzt werden können.
• Zur Dämpfung von Nutzfahrzeugen (NFZ) werden üblicher Weise hydraulische Stoßdämpfer verwendet. Lediglich für PKW und Zweiradfahrzeuge existieren neben hydraulischen Stoßdämpfern auch einige wenige Fahrzeuge, welche mit Stoßdämpfern auf Basis von Luftdämpfern ausgestattet sind.
• Bisher existieren keine Luftdämpfer für Anwendungen im Nutzfahrzeug-Bereich.
• Die DE 198 13 129 A1 beschreibt ein elektrisch ansteuerbares Ventil. Das Ventil besteht aus einem Gehäuse mit einem Fluidzufluß und einem Fluidabfluß. Ein Fluidstrom im Inneren des Gehäuses kann durch einen mit Dichtmitteln versehenen, einseitig gelagerten Schwenkarm beeinflußt werden, der in Abhängigkeit von einer elektrischen Signalgabe eine Verschwenkung ausführt. Hierdurch werden die Dichtmittel von einer ersten, in unbestromtem Zustand den Dichtsitz verschließenden Position in eine zweite, den Dichtsitz öffnende Position gebracht. Der Schwenkarm wird in mindestens einer der zwei möglichen Endpositionen kräftemäßig in seiner Endpositionskraft unterstützt. Dazu ist eine stationäre elektrisch ansteuerbare Spule und mindestens ein Hartmagnet vorgesehen, dessen Kraftfeld über mindestens eine mit dem Schwenkarm verbundene, magnetisch beeinflußte Schicht auf den Schwenkarm wirkt.
• Die DE 3844453 A1 beschreibt ein Tankentlüftungsventil zum dosierten Zumischen von verflüchtigtem Kraftstoff zum Kraftstoffluftgemisch einer Brennkraftmaschine. Das Tankentlüftungsventil weist ein Ventilgehäuse mit Zu- und Abströmstutzen auf, zwischen denen ein elektromagnetisch betätigtes Sitzventil angeordnet ist. Das Sitzventil ist so ausgebildet, daß es stromlos mit hoher Dichtigkeit geschlossen ist. Hierzu ist die Ventilöffnung des Sitzventils als Ringspalt ausgebildet, der von dem Ventilsitz in Form eines ringförmigen Doppelsitzes innen und außen koaxial umschlossen ist. Das Ventilglied des Sitzventils ist als Ringscheibe aus magnetisch leitendem Material ausgebildet, die mit einer in Sitzventilschließrichtung wirkenden Schließkraft belastet ist. Die Ringscheibe bildet zugleich den Anker des Elektromagneten.
• Die DE 697 19 379 T2 betrifft ein Ventil zum Regeln eines Gasflußes, umfassend ein Ventilgehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, einem Ventilsitz mit einer Ventilöffnung und einem bewegbaren Verschlussteil mit einer am Ventilgehäuse festgespannte Membran. Mittels einer steuerbaren Welle kann die Membran derart beeinflusst werden, dass das Verschlussteil die Ventilöffnung schließt und öffnet sowie den Gasfluß durch die Ventilöffnung regelt.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Magnetventil, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils sowie eine verbesserte Feder zu schaffen, die auch im Nutzfahrzeug-Bereich eingesetzt werden können.
• Diese Aufgabe wird durch ein Magnetventil gemäß Anspruch 1, durch ein Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils gemäß Anspruch 9 und eine Feder gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grund, dass Stoßdämpfer auf Basis von Druckluft, im Gegensatz zu hydraulischen Stoßdämpfern, einige Vorteile bieten. Der erfindungsgemäße Ansatz ermöglicht den Einsatz von Luftdämpfern auch für Anwendungen im Nutzfahrzeugbereich. Beispielsweise bieten Stoßdämpfer auf Basis von Druckluft den Vorteil einer geringeren Aufbaubeschleunigung für höhere Frequenzen, z. B. bezüglich Geräusche von Kopfsteinpflastern. Dies kann zu einer geringeren Beschädigung von Straßenbelägen führen. Auch erfolgt kein systematischer Verschleiß des Dämpfers, wie es bei hydraulischen Dämpfern der Fall ist, die nach 3–4 Jahren verschlissen sind. Es kann auch ein Überlastschutz durch Messung des Ventilsstromes und damit eine Erkennung von thermischer Überlast, mit der Möglichkeit der Reduzierung der Dämpferleistung, gewährleistet werden. Ferner ist eine reduzierte Notlaufdämpfung bei Ausfall der elektrischen Ansteuerung realisierbar.
• Erfindungsgemäß kann die Luftfederung von Nutzfahrzeugen mit Hilfe eines Luftdämpfers gleichzeitig als Dämpfer benutzt werden. Dies kann erreicht werden, indem die Luft eines Luftfederbalgs mit einem weiteren externen Druckluftspeicher verbunden wird. Als Druckluftspeicher kann die Fahrzeugachse sowie der Luftfedertopf der jeweiligen Luftfeder verwendet werden. Werden zwischen die Luftfeder und den externen Speicher (hier Achsvolumen) zwei antiparallele Rückflussverhinderer geschaltet, so entsteht bei Optimierung der Schließfedern der jeweiligen Rückflussverhinderer eine Dämpfung des Fahrzeugaufbaus. Diese Dämpferleistung kann erhöht werden, indem anstelle der antiparallelen Rückflussverhinderer zwei antiparallele elektrisch steuerbare Magnetventile platziert werden. Die erfindungsgemäße Ventilform kann, unter Benutzung nur einer Magnetspule, wahlweise in beide Durchflussrichtungen betrieben werden.
• Die wesentlichen Funktionsmerkmale der antiparallelen Magnetventile und insbesondere des erfinderischen Magnetventils sind ein schaltbares Ventil mit Durchfluss in beide Flussrichtungen, das einen antiparallelen Betrieb ermöglicht sowie ein großer schaltbarer Querschnitt im aktivierten Zustand, beispielsweise mit einer wirksamen Querschnittsfläche von ca. 1200 mm² bzw. 1000² mm, die einem Durchmesser von ca. 40 mm bzw. 35 mm entspricht. Weitere Funktionsmerkmale sind eine kurze Schaltzeit bis zum vollständigen Öffnen des Ventils, eine hohe Verschleißfestigkeit aufgrund einer geringen Flächenbelastung, ein einfacher und robuster Aufbau, eine preisgünstige Herstellung sowie eine Energierückgewinnung beim Schließen des Ventils.
• Die vorliegende Erfindung schafft ein Magnetventil, mit folgenden Merkmalen: einem umlaufenden Außengehäuse und einem umlaufenden Innengehäuse, die so aneinandergrenzen, dass eine erste Ventilöffnung und eine zweite Ventilöffnung ausgebildet werden, wobei das Außengehäuse mindestens eine äußere Durchgangsöffnung aufweist, die über einen ersten Fluidkanal mit der ersten Ventilöffnung verbunden ist und wobei das Innengehäuse mindestens eine innere Durchgangsöffnung aufweist, die über einen zweiten Fluidkanal mit der zweiten Ventilöffnung verbunden ist; einem ersten Verschlusselement, das beweglich angeordnet ist, um ein Verschließen und Öffnen der ersten Ventilöffnung zu ermöglichen und einem zweiten Verschlusselement, das beweglich angeordneten ist, um ein Verschließen und Öffnen der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen; und einer elektrischen Spule, die so zwischen dem Außengehäuse und dem Innengehäuse angeordnet ist, das das Außengehäuse, das Innengehäuse, das erste bewegliche Verschlusselement und das zweite bewegliche Verschlusselement jeweils Teilabschnitte eines Magnetkreises ausbilden, wenn durch die Spule ein elektrischer Strom fließt.
• Das Magnetventil kann zwischen einem äußeren Druckbereich und einem inneren Druckbereich angeordnet sein. Der äußere Druckbereich kann durch das Außengehäuse und das Innengehäuse von dem inneren Druckbereich abgetrennt sein. Im geschlossenen Zustand kann das Ventil ausgebildet sein, um eine Druckdifferenz zwischen dem äußeren und dem inneren Druckbereich aufrechtzuerhalten, indem beide Verschlusselemente geschlossen sind. Im geschlossenen Zustand kann der Strom durch die Spule fließen. Im geöffneten Zustand kann das Ventil ausgebildet sein, um einen Ausgleich einer Druckdifferenz zwischen dem äußeren und dem inneren Druckbereich zu ermöglichen, indem je nach Richtung der Druckdifferenz ein Fluidstrom durch den ersten Fluidkanal oder ein Fluidstrom durch den zweiten Fluidkanal ermöglicht wird. Dazu ist eines der Verschlusselemente geöffnet und das jeweils andere geschlossen. Im geöffneten Zustand kann kein Strom durch die Spule fließen. Bei dem Fluid kann es sich beispielsweise um Luft oder ein anderes Gas oder eine Flüssigkeit, handeln. Die Spule kann eine Innenseite, eine Außenseite, eine Oberseite und eine Unterseite aufweisen. Das Innengehäuse kann auf der Innenseite der Spule eine umlaufende Innenwand und eine Verbindungsfläche aufweisen, die sich über einen inneren Durchmesser der der Spule erstrecken kann. Die Verbindungsfläche kann den äußeren Druckbereich im Inneren der Spule von dem äußeren Druckbereich fluiddicht abgrenzen. Das Außengehäuse kann außerhalb der Spule angeordnet sein und auf der Außenseite der Spule eine umlaufende Außenwand aufweisen. Die Spule kann mindestens eine umlaufende Leiterschleife aufweisen, die zwischen der umlaufenden Innenwand und der umlaufenden Außenwand angeordnet sein kann. Umlaufend kann in sich geschlossen, beispielsweise ringförmig bedeuten, wobei eine Form der Außenwand, der Spule und der Innenwand aneinander angepasst sein können. Somit können das Außengehäuse und das Innengehäuse eine, beispielsweise rohrförmige Ummantelung für die mindestens eine Leiterschleife der Spule ausbilden. Die erste Ventilöffnungen kann auf der Oberseite der Spule und die zweite Ventilöffnung auf der Unterseite der Spule angeordnet sein, oder umgekehrt. Die Ventilöffnungen können jeweils als umlaufender Spalt ausgebildet sein, der jeweils durch Endbereiche des Außengehäuses und des Innengehäuses gebildet werden kann. Die Fluidkanäle können durch Bereiche des Außengehäuses, des Innengehäuses und der Spule gebildet werden. Der erste Fluidkanal kann einen Fluidstrom von dem äußeren Druckbereich in den inneren Druckbereich ermöglichen, wenn die erste Ventilöffnung geöffnet ist. Der zweite Fluidkanal kann einen Fluidstrom von dem inneren Druckbereich in den äußeren Druckbereich ermöglichen, wenn die zweite Ventilöffnung geöffnet ist. Die Ventilöffnungen können verschlossen werden, indem sich das jeweilige Verschlusselement zu der entsprechenden Ventilöffnung hin bewegt und auf Rändern der Ventilöffnungen aufliegt und diese fluiddicht abschließt. Die Ventilöffnungen können geöffnet werden, indem sich das jeweilige Verschlusselement von der entsprechenden Ventilöffnung weg bewegt und somit einen Fluidstrom aus der Ventilöffnung heraus ermöglicht. Die Verschlusselemente können durch eine Rückstellkraft, beispielsweise von einer Feder in Richtung der Ventilöffnungen gedrückt oder gezogen werden. Sind die Verschlusselement geschlossen, so können die Verschlusselemente zusammen mit dem Außengehäuse und dem Innengehäuse einen geschlossenen oder teilweise unterbrochenen Kreis um die mindestens eine Leiterschleife der Spule ausbilden. Die elektrische Spule kann von dem elektrischen Strom durchflossen werden und dadurch ein Magnetfeld erzeugen. Die Verschlusselemente, das Außengehäuse und das Innengehäuse können aus einem Material, beispielsweise aus einem ferromagnetischen Stoff, ausgeformt sein, dass eine wesentlich höhere magnetische Leitfähigkeit aufweist, als ein sich in den Druckbereichen anordenbares Fluid. Somit können Magnetfeldlinien eines von der Spule erzeugbaren Magnetfelds, aufgrund des geringeren magnetischen Widerstands, vorzugsweise durch die Verschlusselemente, das Außengehäuse und das Innengehäuse führen. Dadurch kann ein magnetischer Fluss durch die Verschlusselemente, das Außengehäuse und das Innengehäuse fließen, der bestrebt ist, den magnetischen Widertand durch den Magnetkreis zu minimieren. Dies führt zu einer zusätzlichen Kraft, die einem Entfernen der Verschlusselemente von der jeweiligen Ventilöffnung entgegenwirkt und somit die Verschlusselemente gegen die Bereiche des Außengehäuses und des Innengehäuses zieht, die die Ventilöffnungen ausbilden. Die zusätzliche Kraft kann durch ein Einstellen der Stromstärke durch die Spule, eine Ausgestaltung der Spule sowie durch eine Anordnung, Ausformung und Materialwahl der Verschlusselemente, des Außengehäuses und des Innengehäuse, anwendungsspezifisch eingestellt werden.
• Das Magnetventil kann ein erstes Federelement aufweisen, das ausgebildet ist, um eine zum Verschließen der ersten Ventilöffnung ausgerichtete Federkraft auf das erste Verschlusselement bereitzustellen. Entsprechend dazu kann das Magnetventil ein zweites Federelement aufweisen, das ausgebildet ist, um eine zum Verschließen der zweiten Ventilöffnung ausgerichtete Federkraft auf das zweite Verschlusselement bereitzustellen. Die Federelemente können die jeweiligen Verschlusselemente gegen die jeweiligen Ventilöffnungen ziehen oder drücken und somit eine Rückstellkraft bereitstellen. Die Federelemente ermöglichen ein Verschließen des Ventils auch dann, wenn noch kein Strom durch die Spule fließt und somit keine zusätzliche Kraft durch das Magnetfeld auf die Verschlusselemente ausgeübt wird. Gleichzeitig ermöglichen die Federelemente eine horizontale Führung, so dass das Verschlusselement immer zentrisch auf die Ventilöffnung platziert ist.
• Dabei kann das erste Federelement aus einer ersten Tellerfeder ausgeformt sein, die in einem äußeren Bereich mit dem ersten Verschlusselement gekoppelt ist und in einem inneren Bereich eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist. Das zweite Federelement kann aus einer zweiten Tellerfeder ausgeformt sein, die in einem äußeren Bereich mit dem zweiten Verschlusselement gekoppelt ist und in einem inneren Bereich eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist. Gekoppelt kann bedeuten, dass das jeweilige Federelement mit dem jeweiligen Verschlusselement so verbunden ist, das das Federelement die Rückstellkraft auf das Verschlusselement übertragen kann. Federelement und Verschlusselement können ein einziges Element darstellen, die aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien geformt sein können. Alternativ können Federelement und Verschlusselement zwei separate Elemente darstellen. Das Verschlusselement kann aus einem Material ausgeformt sein, das eine hohe magnetische Leitfähigkeit, also eine hohe magnetische Permeabilität oder Permeabilitätszahl aufweist. Dagegen kann das Federelement aus einem in Bezug auf die Elastizität optimierten Material, beispielsweise Federstahl, ausgeformt sein.
• Insbesondere kann zumindest eines der Federelemente als eine erfindungsgemäße Tellerfeder ausgebildet sein, die eine Mehrzahl radial verlaufender Stege aufweist, die jeweils eine S-förmige Biegung zwischen einer ersten und einer parallelen zweiten Ebene aufweisen, wenn die Tellerfeder entspannt ist. Die erfindungsgemäße Tellerfeder weist auch bei großer Betätigungszahl eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit auf.
• Das erste Verschlusselement kann als ein erster Auflagering, und das zweite Verschlusselement kann als ein zweiter Auflagering ausgebildet sein. Dies bietet sich bei umlaufenden Ventilöffnungen an.
• Das erste Verschlusselement kann so angeordnet sein, das beim Öffnen ein erster Fluidstrom aus dem ersten Fluidkanal beidseitig an dem ersten Verschlusselement vorbeiströmen kann. Entsprechend kann das zweite Verschlusselement so angeordnet sein, das beim Öffnen ein zweiter Fluidstrom aus dem zweiten Fluidkanal beidseitig an dem zweiten Verschlusselement vorbeiströmen kann. Der Fluidstrom kann jeweils durch einen Druckunterschied zwischen dem inneren und dem äußeren Druckbereich hervorgerufen sein. Beidseitig kann bedeuten, dass der Fluidstrom sowohl an einem, der Außenseite der Spule zugewandten Ende des Verschlusselements als auch an einem, der Innenseite der Spule zugewandten Ende des Verschlusselements vorbeiströmen kann. Dies ermöglicht schon bei kleinen Öffnungsbewegungen des Verschlusselementes einen größeren Fluistrom. Dadurch kann sowohl das Ansprechverhalten des Magnetventils als ein Druckausgleich zwischen dem äußeren und inneren Bereich beschleunigt werden.
• Gemäß einer Ausführungsform kann das Magnetventil eine erste Drainagerinne aufweisen, die ausgebildet ist, um einen entlang des ersten Verschlusselements fließenden Leckstrom abzuführen, wenn das erste Verschlusselement die erste Ventilöffnung verschließt. Entsprechend dazu kann das Magnetventil eine zweiten Drainagerinne aufweisen, die ausgebildet ist, um einen entlang des zweiten Verschlusselements fließenden Leckstrom abzuführen, wenn das zweite Verschlusselement die zweite Ventilöffnung verschließt. Die Drainagerinnen können auf einer der Ventilöffnung zugewandten Oberfläche der Verschlusselemente und/oder auf einer, dem Verschlusselement zugewandten Oberfläche eines Randbereiches der Ventilöffnungen ausgeführt sein. Die Drainagerinnen können Verzweigungen aufweisen und Bereiche aufweisen, die radial oder parallel zu der Ventilöffnung geführt sind. Die Drainagerinnen können eine Unterwanderung der Verschlusselemente durch ein Fluid verhindern und somit eine unerwünschte Ventilöffnung vermeiden.
• Gemäß einer weitern Ausführungsform kann das Magnetventil eine erste Ventilschicht aufweisen, die zwischen dem ersten Verschlusselement und dem Außengehäuse sowie dem Innengehäuse angeordnet ist, wenn das erste Verschlusselement die erste Ventilöffnung verschließt. Entsprechend dazu kann das Magnetventil eine zweite Ventilschicht aufweisen, die zwischen dem zweiten Verschlusselement und dem Außengehäuse sowie dem Innengehäuse angeordnet ist, wenn das zweite Verschlusselement die zweite Ventilöffnung verschließt. Dabei können die erste und die zweite Ventilschicht eine geringere magnetische Leitfähigkeit als das erste und das zweite Verschlusselement aufweisen. Die Ventilschichten können jeweils an dem Verschlusselement oder an Rändern der Ventilöffnung angeordnet sein und beispielsweise aus Teflon oder Gummi bestehen. Die Ventilschichten können ein durch Restmagnetismus bewirktes Festhalten der Verschlusselemente an den Ventilöffnungen verhindern oder vermindern. Ferner können die Ventilschichten einen Oberflächenschutz und eine Lärmreduzierung bewirken.
• Ferner kann das Magnetventil eine Einrichtung zum Bereitstellen eines durch die Spule fließenden Stroms aufweisen, die ausgebildet ist, um eine Größe des Stroms abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem äußeren Druckbereich auf Seiten des Außengehäuses und einem inneren Druckbereich auf Seiten des Innengehäuses einzustellen. Die Druckdifferenz kann von einem Drucksensor bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Strom proportional zur Druckdifferenz sein. Auf diese Weise kann die Kraft, mit der die Verschlusselemente die Ventilöffnungen verschließen, druckabhängig eingestellt werden. Dadurch kann zum einen der Stromverbrauch minimiert werden und zum anderen die Öffnungszeit des Ventils reduziert werden. Aufgrund der Druckdifferenz kann ein Verschlusselement eine Ventilöffnung bereits freigeben, obwohl noch ein Restmagnetfeld anliegt. Beispielsweise kann es ausreichend sein, das Magnetfeld um weniger als ein Viertel zu reduzieren, um bereits eine Ventilöffnung zu erreichen. Der Strom kann über eine H-Brücke bereitgestellt werden. Eine darauf basierende Endstufe kann nahezu verlustfrei arbeiten, d. h. es entsteht keine Abschaltenergie, die in der Endstufe in Wärme umgesetzt wird. Ferner ist ein komplettes Rückspeisen der Energie in der Spule möglich. Des Weiteren sind sehr kurze Entladezeiten für das Magnetfeld des Magnetventils erzielbar, da ein vergleichsweise großer Entladestrom bis zum Schluss der Entladung fließen kann. Auch besteht die Möglichkeit der Beseitigung von Restmagnetismus durch eine verpolte Ansteuerung der Spule. Zudem sind solche Endstufen neuerdings vergleichsweise preisgünstig, da sie in elektronisch kommutierten E-Motoren in großer Stückzahl verwendet werden.
• Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen des durch die Spule fließenden Stroms, um ein Öffnen der ersten Ventilöffnung und der zweiten Ventilöffnung zu verhindern; und Unterbrechen des durch die Spule fließenden Stroms, um abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem äußeren Druckbereich auf Seiten des Außengehäuses und einem inneren Druckbereich auf Seiten des Innengehäuses ein Öffnen der ersten Ventilöffnung oder der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen. Das Verfahren kann beispielsweise in einem Steuergerät umgesetzt werden, das einen Stromfluss durch die Spule regeln kann. Beim Unterbrechen des Stroms kann auch kurzzeitig ein Strom in umgekehrter Richtung bereitgestellt werden, um eine Restmagnetisierung aufzulösen und eine schnellere Ventilöffnung zu erreichen.
• Eine deutliche Beschleunigung des Öffnungsverhaltens des Magnetventils kann durch Umpolen des Ansteuerstromes erzielt werden. Demnach kann das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt des Umpolens des durch die Spule fließenden Stroms umfassen, um das Öffnen der ersten Ventilöffnung oder der zweiten Ventilöffnung zu beschleunigen.
• Ferner kann der durch die Spule fließende Strom pulsweitenmoduliert werden. Dazu kann ein entsprechendes PWM-Ansteuersignal, beispielsweise an eine Endstufe zum Bereitstellen des durch die Spule fließenden Stroms bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein individuelles Einstellen der Federschließkraft durch ein leichtes Dauerbestromen mittels PWM-Ansteuersignalen durchgeführt werden.
• Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Feder, die die folgenden Merkmale aufweist: einen Federbalg; einen Federtopf; ein Magnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung, das zwischen einem Volumenbereich des Federbalgs und einem Volumenbereich des Federtopfs angeordnet ist. Somit kann der erfindungsgemäße Ansatz auch vorteilhaft als Luftdämpfer, beispielsweise im Nutzfahrzeugbereich eingesetzt werden.
• Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Tellerfeder, mit folgenden Merkmalen: einem zentralen Befestigungspunkt, der in einer ersten Ebene angeordnet ist; einem umlaufenden Außenring, der in einer zweiten Ebene angeordnet ist, wobei die erste Ebene parallel zu der zweiten Ebene und von dieser beabstandet ist, wenn die Tellerfeder entspannt ist; und einer Mehrzahl radial verlaufender Stege die den zentralen Befestigungspunkt mit dem umlaufenden Ring verbinden, und jeweils eine S-förmige Biegung zwischen der ersten und der zweiten Ebene aufweisen, wenn die Tellerfeder entspannt ist. Die Tellerfeder kann vorteilhaft im Zusammenhang mit Ventilen und insbesondere im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Magnetventil eingesetzt werden. Die Tellerfeder ist im Arbeitsbereich sehr leichtgängig und weist in einem über den Arbeitsbereich hinausgehenden Betätigungsbereich eine starke Progression auf, die in einem festen Höhenanschlag mündet.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
• 1 eine Längsansicht einer Luftfederdämpfung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
• 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Luftfederdämpfung
• 3 eine Darstellung eines Magnetventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
• 4 eine Darstellung eines Ventilfederrings, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
• 5 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils;
• 6 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils;
• 7 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils;
• 8 eine Darstellung eines Auflagerings, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
• 9 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Magnetventils;
• 10 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils;
• 11 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils;
• 12 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils;
• 13 eine Darstellung eines Luftfederdämpfers, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
• 14 eine Darstellung einer Endstufe zum Ansteuern des Magnetventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
• 15 eine Darstellung einer Tellerfeder, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
• 16a bis 16d weitere Darstellungen der erfindungsgemäßen Tellerfeder.
• In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
• Die 1 und 2 zeigen in einer Schnittzeichnung eine Fahrzeugaufbau 101 mit einer direkt auf der Achse 103 angebrachten Luftfeder 111, einem an der Oberseite des Luftfedertopfes 113 angebrachten Magnetventil 115 und einer Verbindung 117 zur direkt darunterliegenden Hohlachse 103, die als externer Speicher zur Luftdämpferfunktion benutzt wird.
• Insbesondere zeigt 1 eine Längsansicht eines Bereichs eines Fahrzeugs mit einer Feder, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Feder ist zwischen einem Längsträger bzw. einem Fahrzeugaufbau 101 eines Fahrzeugs und einer runden Fahrzeugachse 103 angeordnet. Bei der Feder kann es sich um eine Luftfeder mit einem Luftfederbalg 111 und einem Luftfedertopf 113 handeln. Ein Volumen des Luftfederbalgs 111 ist von einem Volumen des Luftfedertopfs 113 so durch ein Magnetventil 115 getrennt, dass ein Druckausgleich zwischen Luftfederbalg 111 und Luftfedertopf 113 über das Magnetventil 115 erfolgen kann. Zwischen einem Achsvolumen der Fahrzeugachse 103 und dem Lufttopf kann eine Verbindungsbohrung 117 bestehen, die einen Druckausgleich zwischen dem Achsvolumen und dem Luftfedertopf 113 ermöglichen kann.
• 2 zeigt eine Queransicht der in 1 gezeigten Feder, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• Die 3 bis 7 zeigen in Schnittzeichnungen ein Ventil in verschiedener Ausführung und Schaltfunktion zur Luftdämpfung an einem Fahrzeug wie es in den 1 und 2 dargestellt ist.
• 3 zeigt eine Darstellung eines Querschnitts durch ein Magnetventil, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Magnetventil weist eine elektrische Spule 320 auf, die zwischen einem umlaufenden Außengehäuse 322 und einem umlaufenden Innengehäuse 324 angeordnet ist. Das Außengehäuse 322 weist auf einer Außenseite der Spule 320 einen Wandbereich auf. Das Innengehäuse 324 weist auf der Innenseite der Spule einen Wandbereich auf. Die beiden Wandbereiche können parallel zueinander ausgereichtet sein.
• Zwischen den Wandbereichen verlaufen Wicklungen der Spule 320. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Spule 320 fluiddicht an den Wandbereich des Außengehäuses 322 als auch den Wandbereich des Innengehäuses 324 anschließen, wobei Leiterschleifen der Spule 320 gegenüber den Wandbereichen elektrisch isoliert sein können. Das Außengehäuse 322 kann einen sich von dem Wandbereich, in Bezug auf die Spule 320, nach außen erstreckenden Befestigungsbereich aufweisen, der von einer Befestigungseinrichtung 326 gehalten werden kann. Das Innengehäuse 324 kann einen sich von dem Wandbereich ins innere der Spule 320 erstreckenden Flächenbereich aufweisen, der einen Innendurchmesser der Spule 320 überspannen und somit gegenüberliegende Abschnitte des Wandbereichs des Innengehäuses 324 miteinander verbinden kann. Durch das Außengehäuse 322 und das Innengehäuse 324 kann ein äußerer Druckbereich 330 von einem inneren Druckbereich 332 abgetrennt werden.
• Das Außengehäuse 322 weist eine Mehrzahl von äußeren Durchgangsöffnungen 340 auf, die eine Verbindung zwischen dem äußeren Druckbereich 332 und einer erste Ventilöffnung ermöglichen. Das Innengehäuse 324 weist eine Mehrzahl von inneren Durchgangsöffnungen 342 auf, die eine Verbindung zwischen dem inneren Druckbereich 330 und einer zweiten Ventilöffnung ermöglichen. Einander gegenüberliegenden Endabschnitte der Wandbereiche des Außengehäuses 322 und des Innengehäuses 324 können auf der Oberseite des Magnetventils einen ersten Spalt ausbilden, der die erste Ventilöffnung ausformt und auf der Unterseite des Magnetventils einen zweite Spalt ausbilden, der die zweite Ventilöffnung ausformt. Die Ventilöffnungen können direkt oberhalb beziehungsweise unterhalb einer gedachten Verlängerung der Spule 320 oder versetzt dazu angeordnet sein. Ein erster Fluidkanal, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel von dem Außengehäuse 322, dem Innengehäuse 324 und einer oberen Seite der Spule 320 begrenzt werden kann, kann die äußeren Durchgangsöffnungen 340 mit der ersten Ventilöffnung verbinden. Ein zweiter Fluidkanal, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel von dem Außengehäuse 322, dem Innengehäuse 324 und einer unteren Seite der Spule 320 begrenzt werden kann, kann die inneren Durchgangsöffnungen 340 mit der zweiten Ventilöffnung verbinden. Der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal können fluiddicht voneinander abgeschlossen sein.
• Die erste Ventilöffnung und die zweite Ventilöffnung können jeweils von einem beweglichen Verschlusselement 344 abgedeckt und somit verschlossen werden.
• Bei dem Verschlusselement 344 kann es sich um einen umlaufenden Ring handeln. Die Verschlusselemente 344 können jeweils durch eine Feder 346 gegen die Ventilöffnungen gedrückt werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Federn 346 als Spiralfedern oder Tellerfedern ausgebildet, die zusammen mit den Verschlusselementen 344 jeweils eine Ringscheibe ausbilden. Die Spiralfedern 346 können eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweisen. Die Ringscheiben 344, 346 können in einer, in der Mitte des Magnetventils angeordneten Achse befestigt sein. Die Ringscheibe 344, 346 auf der Oberseite kann parallel zu der Ringscheibe 344, 346 auf der Unterseite des Magnetventils angeordnet sein. Die Ringscheibe 344, 346 auf der Unterseite kann benachbart und parallel zu dem, das Spuleninnere überspannenden Flächenbereich des Innengehäuses 324 angeordnet sein. Der Flächenbereich des Innengehäuses 324 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel an der Unterseite des Magnetventils angeordnet Somit kann sich der innere Druckbereich 332 bis ins Innere der Spule erstrecken. Die untere Ringscheibe 344, 346 ist unterhalb des Flächenbereichs des Innengehäuses 324 und somit im äußeren Druckbereich 330 angeordnet.
• Die inneren Durchgangsöffnungen 342 können versetzt zu den äußeren Durchgangsöffnungen 340 angeordnet sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die inneren Durchgangsöffnungen 342 in einem unteren Bereich der Spule 320 und oberhalb des Flächenbereichs des Innengehäuses 324 angeordnet. Dagegen sind die äußeren Durchgangsöffnungen 340 in einem oberen Bereich der Spule 320 und unterhalb des sich nach außen erstreckenden Fortsatzes des Außengehäuses 322 angeordnet. Somit sind die inneren Durchgangsöffnungen 342 in dem inneren Druckbereich 332 und die äußeren Durchgangsöffnungen 340 in dem äußeren Druckbereich 330 angeordnet.
• Die Wandbereiche des Inngengehäuses 322 und des Außengehäuses 324 können zusammen mit den Verschlusselementen 344 einen geschlossenen Magnetkreis um die Spule ausformen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können das Inngengehäuse 322, das Außengehäuse 324 und die Verschlusselemente 344 ein röhrenförmigen Ring oder Mantel um die Windungen der Spule 320 ausformen. Wird an die Spule 320 ein Strom bereitgestellt, so bewirkt das daraus resultierende Magnetfeld einen magnetischen Fluss durch das Inngengehäuse 322, das Außengehäuse 324 und die Verschlusselemente 344, so dass die Verschlusselemente 344 zusätzlich zu der von den Federn 346 ausgeübten Kraft gegen die Ventilöffnungen gezogen werden.
• Die Ventilöffnungen können jeweils einen umlaufenden Spalt bilden, der von den Verschlusselementen 344 abgedeckt werden kann. Die inneren und äußeren Durchgangsöffnungen 340, 342 können als Rundlöcher ausgebildet sein.
• Ein Bereich 350 des Verschlusselements 344 ist in 8 vergrößert dargestellt.
• Das Außengehäuse 322 des Magnetventils kann ein erstes Gehäuseteil (Gehäuseteil 1) und das Innengehäuse 324 kann ein zweites Gehäuseteil (Gehäuseteil 2) darstellen. Bei der Spule 320 kann es sich um eine Magnetspule handeln und die oberen und die unteren Verschlusselemente 344 können jeweils als Ventilfederring ausgebildet sein. In dem äußeren Druckbereich 330 kann ein Druck p₂ und in dem inneren Druckbereich 332 ein Druck p₁ bestehen.
• 4 zeigt eine Ventilringscheibe, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Ventilringscheibe weist einen äußeren ringförmigen Bereich auf, der als Verschlusselement 344 für das in 3 gezeigte Magnetventil fungieren kann. Ferner weist die Ventilringscheibe einen inneren spiralförmigen Bereich auf, der als Feder 346 fungieren kann. Die Feder 346 weist eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 460 auf, durch deren Form eine Mehrzahl von Spiralarmen ausgebildet wird.
• 5 zeigt eine Darstellung des in 3 gezeigten Magnetventils in einer ersten geöffneten Stellung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall ist ein Druck p₁ in dem inneren Druckbereich 332 größer als ein Druck p₂ in dem äußeren Druckbereich 330, so dass p₁ > p₂ gilt. Ein durch Pfeile gekennzeichneter Fluidstrom 555 der aus dem inneren Druckbereich 332 in den äußeren Druckbereich 330 fliest, ermöglicht einen Druckausgleich.
• Aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem inneren Druckbereich 332 und dem äußeren Druckbereich 330 wird das obere Verschlusselement 344, das die erste Ventilöffnung verschließt, gegen die erste Ventilöffnung gedrückt und verschließt diese. Im Gegensatz dazu wird das untere Verschlusselement 344 von der zweiten Ventilöffnung weggedrückt und gibt auf diese Weise die zweite Ventilöffnung frei. Über eine geeignete Einstellung der Federkraft der Feder 346 kann ein Öffnungsverhalten des unteren Verschlusselements 344 eingestellt werden. Das untere Verschlusselement 344 wird somit die zweite Ventilöffnung frei geben, wenn die durch die Druckdifferenz auf das unteren Verschlusselements 344 wirkende Kraft größer als die Rückstellkraft der unteren Feder 346 ist.
• In der geöffneten Ventilstellung kann die Spule 320 nicht oder nur noch von einem Reststrom durchflossen sein. Ist die Spule 320 noch von einem Reststrom durchflossen, so kann das daraus resultierende Magnetfeld eine weitere Schließkraft auf das unteren Verschlusselements 344 bewirken, die zusätzlich von der durch die Druckdifferenz auf das unteren Verschlusselements 344 wirkende Kraft überwunden werden muss, um das unteren Verschlusselements 344 zu öffnen.
• Der Fluidstrom 555 kann von dem inneren Druckbereich 332 durch die in 4 gezeigten Durchgangsöffnungen der spiralförmigen Feder 346 in einen von der Spule 320 umschlossenen Innenraum 332 des Magnetventils und durch die inneren Durchgangsöffnungen 342 sowie durch die zweite Ventilöffnung in den äußeren Druckbereich 330 strömen. Im Bereich der zweiten Ventilöffnung kann sich der Fluidstrom 555 aufteilen und zum einen durch einen Spalt zwischen dem unteren Verschlusselement 344 und dem Außengehäuse 322 und zum anderen durch einen Spalt zwischen dem unteren Verschlusselement 344 und dem Innengehäuse 324 sowie durch die Durchgangsöffnungen der unteren Feder 346 fließen.
• 6 zeigt eine Darstellung des in 3 gezeigten Magnetventils in einer zweiten geöffneten Stellung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall ist ein Druck p₁ in dem inneren Druckbereich 332 größer als ein Druck p₂ in dem äußeren Druckbereich 330 (p₂ > p₁). Ein durch Pfeile gekennzeichneter Fluidstrom 655 von dem äußeren Druckbereich 330 in den inneren Druckbereich 332 ermöglicht einen Druckausgleich.
• Aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem inneren Druckbereich 332 und dem äußeren Druckbereich 330 wird das untere Verschlusselement 344, das die zweite Ventilöffnung verschließt gegen die zweite Ventilöffnung gedrückt. Im Gegensatz dazu wird das obere Verschlusselement 344 von der ersten Ventilöffnung weggedrückt und gibt auf diese Weise die erste Ventilöffnung frei. Über eine geeignete Einstellung der Federkraft der Feder 346 kann ein Öffnungsverhalten des oberen Verschlusselements 344 wiederum eingestellt werden, wobei die Rückstellkraft wiederum durch einen Restrom durch die Spule 320 unterstützt werden kann.
• Der Fluidstrom 655 kann von dem äußeren Druckbereich 330 durch die äußeren Durchgangsöffnungen 340 sowie durch die erste Ventilöffnung in den inneren Druckbereich 332 strömen. Im Bereich der ersten Ventilöffnung kann sich der Fluidstrom 655 aufteilen und zum einen durch einen Spalt zwischen dem oberen Verschlusselement 344 und dem Außengehäuse 322 und zum anderen durch einen Spalt zwischen dem oberen Verschlusselement 344 und dem Innengehäuse 324 sowie durch die Durchgangsöffnungen der oberen Feder 346 fließen.
• Anhand der in den 3 bis 6 gezeigten Magnetventile werden die Ventilfunktion und die Merkmale eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Magnetventils nun näher beschrieben.
• Eine kreisförmig angeordnete Ringspule 320 ist umschlossen von einem elektromagnetisch leitfähigen Stahlgehäuse 322, 324.
• Jeweils auf der oberen und unteren Seite befindet sich eine Ringscheibe 344, die durch Federn 346 gegen das Ventilgehäuse 322, 324 gedrückt wird.
• Durch eine große Anzahl umlaufender Löcher 340 gelangt Luft in einen Ringspalt oberhalb der Ringspule 320.
• Durch Bestromen der Ringspule 320 werden die beiden Ringscheiben 344 oberhalb und unterhalb des Gehäuses 322, 324 gegen das Gehäuse 322, 324 gepresst und verschließen den Ringspalt. Damit kann keine Luft z. B. von der Unterseite des Ventils zur Oberseite gelangen. Steigt also der Druck unterhalb des Ventils, so kann bei ausreichendem Spulenstrom ein Aufdrücken der Ringscheibe 344 verhindert werden. Zum Öffnen des Ventils genügt es jedoch, den Spulenstrom zu verringern oder die Spule 320 ganz abzuschalten, so dass das magnetische Feld durch die Ringscheibe 344 verringert wird. Dadurch überwiegt die Kraft des im Ringspalt anliegenden Drucks, so dass die Ringscheibe 344 nach oben gedrückt wird und nun der im Ringspalt anliegende Überdruck innerhalb und außerhalb der Ringscheibe 344 in den oberen Luftfederraum 332 entweichen kann. Bei einem Ringscheibenaußendurchmesser von z. B. 126 mm sowie einer Spaltringbreite 350 von 3,5 mm kann ein Querschnitt geschaltet werden, der umgerechnet einem Rundloch von ca. 40 mm Durchmesser entspricht. Da die Ringscheibe 344 mittels einer Feder 346 leicht gegen den Ringspalt gedrückt wird, schließt das Ventil automatisch wieder, nachdem ein Druckausgleich geschaffen wurde.
• Trotz des großen Öffnungsquerschnitts kann eine für elektrische Schaltventile außergewöhnlich kurze Öffnungszeit erreicht werden, da zum einen die bewegte Masse der Ringscheibe 344 vergleichsweise gering ist, während gleichzeitig der Überdruck im Ringspalt das Ventil beschleunigt öffnet, noch bevor das magnetische Feld aus der Spule 320 abgeführt ist.
• An der Unterseite des Ventils befindet sich eine funktionsgleiche Anordnung von umlaufender Bohrungen 342, Ringspalt und Ringscheibe 344, so dass auch in entgegen gesetzter Flussrichtung ein Überdruck auf der Oberseite des Ventils gleichermaßen abgebaut werden kann.
• Damit kann mit nur einer Ringspule dieses Ventil in beide Flussrichtungen betrieben werden, wobei die jeweils nicht benützte Ringscheibe 344 als Rückflussverhinderer in Sperrrichtung wirkt. Im geschlossenen Zustand des Ventils fließt der magnetische Fluss durch beide Ringscheiben 344 und verschließt das Ventil in beide Flussrichtungen.
• Als Rückholfeder 346 kann eine kreisrunde, in ihrer Fläche mit Öffnungen 460 versehene Tellerfeder verwendet. Damit kann einerseits eine das Ventil zudrückende Federkraft erzeugt werden, während andererseits eine mechanische Fixierung erfolgt, durch welche die Ringscheibe 344 sich nur in vertikaler Richtung bewegen lässt. Blechdicke und Formgebung dieser Tellerfeder 346 sind dabei so ausgelegt, dass im geschlossenen Zustand das Ventil mit gewünschter Federkraft zugehalten wird, während eine elastische und dauerverschleißfeste Ringscheibenführung mit einer Maximalhubbegrenzung besteht.
• Im bestromten Zustand der Spule 320 werden beide Ventilringscheiben 344 auf den Ventilsitz gepresst. Da die innen anliegende Druckerhöhung die metallischen Dichtflächen der Ventilscheibe 344 unterwandern kann, steigt die Kraft auf die Ventilscheibe 344 kontinuierlich an. Bei kompletter Unterwanderung der beiden Ränder links und rechts vom Ventilspalt steigt die Lösekraft der Ventilscheibe 344 um ein mehrfaches der Nennhaltekraft an. Ein zu frühes ungewolltes Öffnen des Ventils wäre die Folge. Um dieses unerwünschte zu frühe Öffnen zu verhindern, können in einer kreisrund um den Ventilspalt angeordneten Nut diese Leckströme gesammelt und über nach außen führende Nuten abgeführt werden. Damit lässt sich die sich durch Luftunterwanderung vergrößernde Lösekraft des Ventilrings auf ein akzeptables Maß begrenzen. Solche Drainagerinnen werden in 8 gezeigt.
• Durch Restmagnetismus nach Abschalten der Spule 320 kommt es zu einem festkleben des Ventilringes 344 auf dem Gehäuse 322, 324. Um dies zu verhindern, wird üblicherweise bei Magnetventilen ein kleiner Luftspalt vorgesehen. Dies verringert zwar die maximale Haltekraft des Ventils, kann aber andererseits ein unbeabsichtigtes Nicht-Öffnen des Ventils verhindern. Dieser Luftspalt kann in Form einer dünnen z. B. Teflon- oder gummiähnlichen Schicht auf dem jeweiligen Ventilsitz am Gehäuse 322, 324 oder den beiden Ventilringen 344 realisiert sein. Durch selektives Nichtauftragen können ggs. die Nuten zur Ableitung der Leakageluft in die Teflon- oder gummiähnliche Besichtung eingebracht werden. Eine entsprechende Beschichtung ist in 7 gezeigt.
• 7 zeigt ein Magnetventil, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem in 3 gezeigten Magnetventil, weist die Spule 320 keinen rautenförmigen sondern einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Spule 320 kann sich über eine gesamte Höhe des Außengehäuses 322 bzw. des Innengehäuses 324 erstrecken und als Ringspule ausgebildet sein.
• Im Bereich der äußeren Durchgangsöffnungen 340 kann ein, der ersten Ventilöffnung zugewandter Endbereich des Wandbereichs des Außengehäuses 322 von der Spule 320 abstehen, so dass ein Zwischenraum zwischen dem Außengehäuse 322 und der Spule 320 ausgebildet wird, der als erster Fluidkanal genutzt werden kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, erstreckt sich der, die äußeren Durchgangsöffnungen 340 aufweisende Bereich des Außengehäuses 322 schräg von der Spule 320 weg. Das Innengehäuse 324 kann sich über einen unteren Bereich der Spule 320 erstrecken und somit einen unteren Abschluss für die Spule 320 bilden. Somit kann die erste Ventilöffnung versetzt zu der Spule 320 angeordnet sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel schließt die erste Ventilöffnung mit einem äußeren Rand der Spule 320 ab. Somit kann der erste Fluidkanal in einem unteren Endbereich der Spule seitlich an einer Außenseite der Spule 320 vorbeiführen. Die erste Ventilöffnung kann von einem Verschlusselement 344 in Form eines unteren Auflagerings oder Ventilteller verschlossen werden, das von einem unteren Federelement 346 gegen die erste Ventilöffnung gedrückt wird.
• Entsprechend dazu kann sich im Bereich der inneren Durchgangsöffnungen 342 ein, der zweiten Ventilöffnung zugewandter Endbereich des Wandbereichs des Innengehäuses 324 von der Spule 320 abstehen, so dass ein Zwischenraum zwischen dem Innengehäuse 324 und der Spule 320 ausgebildet wird, der als zweiter Fluidkanal genutzt werden kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, erstreckt sich der, die inneren Durchgangsöffnungen 342 aufweisende Bereich des Innengehäuses 322, schräg von der Spule 320 weg. Das Außengehäuse 322 kann sich über einen oberen Bereich der Spule 320 erstrecken und einen oberen Abschluss für die Spule 320 bilden. Somit kann die zweite Ventilöffnung versetzt zu der Spule 320 angeordnet sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel schließt ein Randbereich der zweiten Ventilöffnung mit einem inneren Rand der Spule 320 ab. Somit führt der zweite Fluidkanal seitlich an einer Innenseite eines oberen Randbereichs der Spule 320 vorbei. Dabei kann der zweite Fluidkanal zwischen der Spule 320 und dem Flächenbereich des Innengehäuses 322, der sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einem oberen Bereich des Magnetventils 320 über das Spuleninnere erstreckt, verlaufen. Die zweite Ventilöffnung kann von einem Verschlusselement 344 in Form eines oberen Auflagerings oder Ventilteller verschlossen werden, das von einem oberen Federelement 346 gegen die erste Ventilöffnung gedrückt wird.
• Berührungsflächen der Verschlusselemente 344 und der Gehäuse 322, 324 können beschichtet sein. Eine entsprechende Beschichtung 760, beispielsweise aus Teflon oder Gummi, kann zur Geräuschdämpfung und/oder als Luftspalt dienen. Die Beschichtung 760 kann auf den Verschlusselementen 344 und/oder auf den entsprechenden Bereichen der Gehäuse 322, 324 angeordnet sein. Für den Fall, dass das Verschlusselement 344 beim Schließvorgang nicht ganz parallel aufsetzt, kann eine kleine Abrundung der äußeren Berührkante des Verschlusselements und/oder des Außengehäuses eine hinsichtlich Beschädigung empfindlichen Berührpunkt entschärfen.
• 8 zeigt den in 3 angedeuteten Ausschnitt 350 eines der Verschlusselemente 344. Gezeigt ist der äußere Druckbereich 330 mit einem Druck p₂ und der innere Druckbereich 332 mit einem Druck p₁. In einer Ringauflagefläche 865 kann der höhere Druckbereich 330 langsam das Verschlusselement 344 unterwandern und zu einer höheren Ventilöffnungskraft führen. Damit kann sich ein beliebiger Übergangsdruck einstellen, dessen Wert zwischen p1 und p2 variiert. Gezeigt sind eine umlaufende Nut 867 und mehrere Nuten 867, die ausgehend von der umlaufenden Nut 867 radial nach außen führen. In der umlaufenden Nut 867 können Leckströme gesammelt und über die radial verlaufenden Nuten 867 abgeführt werden.
• 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Magnetventils, wie beispielsweise in den vorangegangenen Figuren gezeigt ist. Um in einem geschlossenen Zustand ein Freigeben der Ventilöffnungen zu verhindern, kann in einem Schritt 981 ein Bereitstellen des durch die Spule fließenden Stroms erfolgen. Um in einem geöffneten Zustand ein Freigeben der ersten Ventilöffnung oder der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen, kann in einem Schritt 983 ein Unterbrechen oder umpolen des durch die Spule fließenden Stroms erfolgen. Die Schritte 981, 983 können abwechselnd wiederholt ausgeführt werden. Vor dem Schritt 983 des Unterbrechens kann in einem weiteren Schritt kurzzeitig eine Umkehrung der Stromrichtung erfolgen, um ein Lösen des entsprechenden Verschlusselements von der freizugebenden Ventilöffnung zu ermöglichen. Der Strom kann beispielsweise über die in 14 gezeigte Endstufe bereitgestellt werden. Dabei kann z. B. durch PWM-getaktetes Ansteuern (PWM = Pulsweitenmodulation) eine Höhe des Stroms fest vorgegeben oder einstellbar sein.
• Neben dem zeitlich gezielten Öffnen des Ventils im Fall größerer Druckschwankungen zwischen dem Luftfederbehälter und dem externen Druckspeicher, kann durch permanentes Einsteuern eines geringen Ventilstromes durch PWM-Signale die Anpresskraft des Verschlusselements 344 beliebig verstärkt werden. Damit kann quasi die Schließkraft der Feder 346 künstlich vergrößert werden und somit kann erreicht werden, dass auch ohne gezieltes bewegungsabhängiges Ventilöffnen das Ventil automatisch ab einem bestimmten Differenzdruck das Ventil öffnet. Dies kann insbesondere für kostengünstige Lösungen von Bedeutung sein, da hierdurch auf das individuelle Weg/Drucksensieren der einzelnen Achsen verzichtet werden kann.
• Im Falle eines LKW-Aufliegers mit drei gedämpften Achsen könnte mittels eines einzigen Niveausensors eine Grobbewertung der Fahrbahnunebenheit vorgenommen werden, um damit ein optimiertes PWM-Ansteuersignal für alle Achsdämpfventile zu erzeugen.
• Auf das Anbringen weiterer Sensoren zur individuellen Balgdruckmessung in den einzelnen Luftfederbälgen sowie deren Auswertung kann damit verzichtet werden.
• Die 10 bis 12 zeigen ein für die Serienfertigung geeignetes Ventil, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 10 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Magnetventils mit einer Spule 320, einem Außengehäuse 322, einem Innengehäuse 324, einer Befestigungseinrichtung 326, bei der es sich um ein Spritzgussteil handeln kann, äußere Durchgangsöffnungen 340, innere Durchgangsöffnungen 342 sowie ein umlaufendes oberes und ein umlaufendes unteres Verschlusselement 344 sowie eine obere und eine untere Feder 346.
• 11 zeigt eine weitere Darstellung des in 10 gezeigten Magnetventils. Gezeigt sind die spiralförmig verlaufenden Durchgangsöffnungen der Feder 346. Dabei können die Durchgangsöffnungen eine größere Fläche einnehmen, als die verbleibenden Stege zwischen den Durchgangsöffnungen. Der sich im Inneren der Spule 320 befindliche Flächenbereich des Innengehäuses 324 kann eine Mehrzahl von radial verlaufenden Stegen aufweisen, die rechtwinklig von dem Flächenbereich abstehen und sich über die Höhe der Spule 320 erstrecken können.
• 12 zeigt eine weitere Darstellung des in 10 gezeigten Magnetventils. Gezeigt sind die äußeren Durchgangsöffnungen 340 in dem Wandbereich des Außengehäuses 322. Beispielsweise kann das Magnetventil 20 äußere Durchgangsöffnungen 340 und 20 innere Durchgangsöffnungen 342 aufweisen.
• 13 zeigt das erfindungsgemäße Ventil 115 eingebaut in einer Luftfeder 111 mit darunter angeordneter Achse 103. Die Luftfeder weist einen Luftfederbalg 111, einen Luftfedertopf 113, eine runde Fahrzeugachse 103, die als ein geschlossener Behälter Luft 1303 beinhalten kann, ein magnetisches Luftdämpferventil 115, sich in dem Luftfedertopf 113 befindliche Luft 1313, sich in der Luftfeder 111 befindliche Luft 1311, ein Längsträger oder Fahrzeugaufbau 101 und eine Verbindungsbohrung 117 zwischen Achsvolumen 1303 und Lufttopf 113.
• 14 zeigt ein Blockschaltbild einer Endstufe zum Ansteuern des erfindungsgemäßen Magnetventils und insbesondere der Spule L1 320 des Magnetventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• Die Endstufe kann zwischen einen Spannungsversorgungseingang UB, an dem eine Spannung von +24 Volt anliegen kann, und einem Masseanschluss GND geschaltet sein. Die Endstufe kann ferner einen ersten Steuereingang IH1 und einen zweiten Steuereingang IH2 aufweisen, die ausgebildet sind, um einen ersten Schalter 1491, einen zweiten Schalter 1492, einen dritten Schalter 1493 und einen vierten Schalter 1494 anzusteuern. Dabei können der zweite Schalter 1491 mit dem ersten Steuereingang IH1 und der erste Schalter 1492 mit dem zweiten Steuereingang IH2 verbunden sein. Der vierte Schalter 1494 kann über einen Inverter mit dem ersten Steuereingang IH1 und der dritte Schalter 1493 kann über einen Inverter mit dem zweiten Steuereingang IH2 verbunden sein. Ein erster Anschluss des ersten Schalters 1491 und ein erster Anschluss des zweiten Schalters 1492 können mit dem Eingang UB verbunden sein. Ein zweiter Anschluss des ersten Schalters 1491 und ein zweiter Anschluss des zweiten Schalters 1492 können mit einem ersten Anschluss Out 1 der Spule 320 verbunden sein. Ein erster Anschluss des dritten Schalters 1493 und ein erster Anschluss des vierten Schalters 1494 können mit einem zweiten Anschluss Out 2 der Spule 320 verbunden sein. Ein zweiter Anschluss des dritten Schalters 1493 und ein zweiter Anschluss des vierten Schalters 1494 können mit dem Masseanschluss GND verbunden sein.
• Liegt an den Steuereingängen IH1, IH2 das Signal „10” an, so kann die Spule 320 geladen werden. Liegt an den Steuereingängen IH1, IH2 das Signal „00” an, so kann die Ladung in der Spule 320 gehalten werden bzw. die Spule 320 leicht entladen werden. Liegt an den Steuereingängen IH1, IH2 das Signal „01” an, so kann eine Entladung der Spule 320 erfolgen.
• Die Schalter 1491, 1492, 1493, 1494 können als niederohmige Feldeffekttransistoren ausgebildet sein.
• 15 zeigt eine Darstellung einer Tellerfeder, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Tellerfeder kann im Zusammenhang mit den in den vorangegangenen Figuren gezeigten Magnetventil eingesetzt werden, beispielsweise an Stelle der in 4 gezeigten Ventilringscheibe.
• Die Tellerfeder weist einen umlaufenden Außenring 344 und eine Mehrzahl radial verlaufender Stege 346 auf, zwischen denen jeweils Durchgangsöffnungen 460 angeordnet sind. Ferner weist die Tellerfeder einen zentralen Befestigungspunkt 1550 auf, der eine mittige Durchgangsöffnung aufweisen kann, über die die Tellerfeder befestigt werden kann. Die Stege 346 verbinden den zentralen Befestigungspunkt 1550 mit dem umlaufenden Außenring. Die Stege 346 weisen in horizontaler Richtung einen geradlinigen Verlauf auf. In vertikaler Richtung können die Stege 346 dagegen gebogen sein, wie es in den 16a bis 16d gezeigt ist.
• Anstelle gebogener Stege, wie es in 4 gezeigt ist, werden gemäß dem in 15 gezeigten Ausführungsbeispiel geradlinige Stege 346 zwischen dem zentralen Befestigungspunkt 1550 und dem Außenring 344 platziert und diese in einem Prägeprozess in ihrer Länge vergrößert, bei gleichzeitiger Aufprägung eines höhenbezogenen S-Schlages.
• Damit ergibt sich für die gestreckte Längendehnung der Stege 346 eine feste Höhenbegrenzung der Ringfeder. Gleichzeitig ergibt sich für den Bereich um die Nulllage, bei dem kein Höhenversatz besteht, eine geringe und im groben lineare Federkraftzunahme der Feder.
• Durch die Verwendung der Tellerfeder als Federscheibe für das erfindungsgemäße Magnetventil, entstehen große Federkräfte. Die erfindungsgemäße Tellerfeder zeichnet sich in der Anwendung als Ventilschließfeder durch eine geringe Federkraft im Arbeitsbereich, von z. B. 0–2 mm, aus. Für größere Auslenkungen erfolgt eine sehr progressive Kraftzunahme, die schließlich in einer festen Anschlagsbegrenzung endet. Dieser Bewegungsablauf soll auch für einige hundert Millionen Betätigungen möglich sein.
• 16a zeigt eine Schnittdarstellung der in 15 gezeigten Tellerfeder in einer nicht vorgespannten Lage. In dieser entspannten Stellung erstreckt sich die Tellerfeder zwischen einer ersten Ebene 1652 und einer dazu versetzt und parallel angeordneten zweiten Ebene 1654. Der zentrale Befestigungspunkt 1550 ist dabei in der ersten Ebene 1652 und der Außenring 344 in der zweiten Ebene 1654 angeordnet. Um den Höhenunterschied zwischen der ersten Ebene 1652 und der zweite Ebene 1654 zu überwinden weisen die Stege 346 jeweils eine Biegung auf, Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Ebene 1652 höher als die zweite Ebene 1654 angeordnet und die Stege 346 weisen entsprechend dazu eine Biegung nach unten auf. Der zentrale Befestigungspunkt 1550 und der Außenring 344 können parallel zueinander ausgerichtet sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist weist der Außenring 344 eine zusätzliche Ringschicht auf, die als Verschlusselement für die Ventilöffnung dienen kann.
• 16b zeigt eine Schnittdarstellung der in 15 gezeigten Tellerfeder in einer Ruhelage in einem, beispielsweise in dem erfindungsgemäßen Magnetventil, eingebauten Zustand. In dieser Ruhelage weist die Tellerfeder eine Vorspannung auf, so dass sich die ersten Ebene 1652 und die zweite Ebene 1654 auf gleicher Höhe befinden können. Die Stege 346 können eine Biegung nach oben aufweisen. Der zentrale Befestigungspunkt 1550 und der Außenring 344 können parallel zueinander ausgerichtet sein.
• 16c zeigt eine Schnittdarstellung der in 15 gezeigten Tellerfeder in einem geöffneten Zustand, beispielsweise mit einer nominalen Öffnung von beispielsweise 2,5 mm. Dieser Zustand kann durch einen Druck erreicht werden, der durch ein durch die Ventilöffnung ausströmendes Fluid hervorgerufen wird. Die erste Ebene 1652 und die zweite Ebene 1654 sind höhenmäßig versetzt, wobei die erste Ebene 1652 tiefer als die zweite Ebene 1654 liegt.
• Ein Arbeitsbereich der Tellerfeder kann durch die in den 16b und 16c gezeigten Stellungen der Tellerfeder begrenzt sein.
• 16d zeigt eine Schnittdarstellung der in 15 gezeigten Tellerfeder in einem geöffneten Zustand, beispielsweise mit einer maximal möglichen Öffnung von beispielsweise 5 mm. Die erste Ebene 1652 und die zweite Ebene 1654 sind höhenmäßig versetzt, wobei die erste Ebene 1652 tiefer als die zweite Ebene 1654 liegt. Die Stege 346 haben ihre Streckgrenze erreicht wodurch sich ein Höhenanschlag für die Tellerfeder ergibt. Dies führt zu einer Begrenzung der Bewegung des Außenrings 344 nach oben.
• Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Insbesondere können auch gegenüberliegende Seiten des Magnetventils Merkmale aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen aufweisen. Die Kennzeichnung „oben” und „unten” nur beispielhaft gewählt und kann sich bei einer andersartigen Lage des Magnetventils entsprechend ändern. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder” Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
• Bezugszeichenliste

101

Fahrzeugaufbau

103

Fahrzeugachse

111

Luftfederbalg

113

Luftfedertopf

115

Magnetventil

117

Verbindungsbohrung

320

Spule

322

Innengehäuse

324

Außengehäuse

326

Befestigungseinrichtung

330

äußerer Druckbereich

332

innerer Druckbereich

340

äußere Durchgangsöffnungen

342

innere Durchgangsöffnungen

344

Verschlusselement

346

Feder

350

Bereich des Verschlusselements

460

Durchgangsöffnungen

555

Fluidstrom

655

Fluidstrom

760

Beschichtung

865

Ringauflagefläche

867

Nut

981

Bereitstellen eines Stroms

983

Unterbrechen eines Stromfluss

1303

Luft

1311

Luft

1313

Luft

1491

Schalter

1492

Schalter

1493

Schalter

1494

Schalter

1550

zentraler Befestigungspunkt

1652

erste Ebene

1654

zweite Ebene 1654

Claims (13)

1. Magnetventil (115), mit folgenden Merkmalen: einem umlaufenden Außengehäuse (322) und einem umlaufenden Innengehäuse (324), die so aneinandergrenzen, dass eine erste Ventilöffnung und eine zweite Ventilöffnung ausgebildet werden, wobei das Außengehäuse mindestens eine äußere Durchgangsöffnung (340) aufweist, die über einen ersten Fluidkanal mit der ersten Ventilöffnung verbunden ist und wobei das Innengehäuse mindestens eine innere Durchgangsöffnung (342) aufweist, die über einen zweiten Fluidkanal mit der zweiten Ventilöffnung verbunden ist; einem ersten Verschlusselement (344), das beweglich angeordnet ist, um ein Verschließen und Öffnen der ersten Ventilöffnung zu ermöglichen und einem zweiten Verschlusselement (344), das beweglich angeordneten ist, um ein Verschließen und Öffnen der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen; und einer elektrischen Spule (320), die so zwischen dem Außengehäuse und dem Innengehäuse angeordnet ist, das das Außengehäuse, das Innengehäuse, das erste bewegliche Verschlusselement und das zweite bewegliche Verschlusselement jeweils Teilabschnitte eines Magnetkreises ausbilden, wenn durch die Spule ein elektrischer Strom fließt.
2. Magnetventil gemäß Anspruch 1, mit einem ersten Federelement (346), das ausgebildet ist, um eine zum Verschließen der ersten Ventilöffnung ausgerichtete Federkraft auf das erste Verschlusselement (344) bereitzustellen und mit einem zweiten Federelement (346), das ausgebildet ist, um eine zum Verschließen der zweiten Ventilöffnung ausgerichtete Federkraft auf das zweite Verschlusselement (344) bereitzustellen.
3. Magnetventil gemäß Anspruch 2, bei dem das erste Federelement (346) aus einer ersten Tellerfeder ausgeformt ist, die in einem äußeren Bereich mit dem ersten Verschlusselement (344) gekoppelt ist und in einem inneren Bereich eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (460) aufweist, und bei dem das zweite Federelement (346) aus einer zweiten Tellerfeder ausgeformt ist, die in einem äußeren Bereich mit dem zweiten Verschlusselement (344) gekoppelt ist und in einem inneren Bereich eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (460) aufweist.
4. Magnetventil gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem zumindest eines der Federelemente (346) als Tellerfeder ausgebildet ist, wobei die Tellerfeder eine zentralen Befestigungspunkt (1550) aufweist, der in einer ersten Ebene (1652) angeordnet ist, einen umlaufenden Außenring (344) aufweist, der in einer zweiten Ebene (1654) angeordnet ist, wobei die erste Ebene parallel zu der zweiten Ebene und von dieser beabstandet ist, wenn die Tellerfeder entspannt ist, und eine Mehrzahl radial verlaufender Stege (346) aufweist, die den zentralen Befestigungspunkt mit dem umlaufenden Ring verbinden und jeweils eine S-förmige Biegung zwischen der ersten und der zweiten Ebene aufweisen, wenn die Tellerfeder entspannt ist.
5. Magnetventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das erste Verschlusselement (344) als ein erster Auflagering, und das zweite Verschlusselement (344) als ein zweiter Auflagering ausgebildet ist.
6. Magnetventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das erste Verschlusselement (344) so angeordnet ist, das beim Öffnen ein erster Fluidstrom aus dem ersten Fluidkanal beidseitig an dem ersten Verschlusselement vorbeiströmen kann, und bei dem das zweite Verschlusselement (344) so angeordnet ist, das beim Öffnen ein zweiter Fluidstrom aus dem zweiten Fluidkanal beidseitig an dem zweiten Verschlusselement vorbeiströmen kann.
7. Magnetventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer ersten Drainagerinne (367), die ausgebildet ist, um einen entlang des ersten Verschlusselements (344) fließenden Leckstrom abzuführen, wenn das erste Verschlusselement die erste Ventilöffnung verschließt und mit einer zweiten Drainagerinne (367), die ausgebildet ist, um einen entlang des zweiten Verschlusselements (344) fließenden Leckstrom abzuführen, wenn das zweite Verschlusselement die zweite Ventilöffnung verschließt.
8. Magnetventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer ersten Ventilschicht (760), die zwischen dem ersten Verschlusselement (344) und dem Außengehäuse (324) sowie dem Innengehäuse (324) angeordnet ist, wenn das erste Verschlusselement die erste Ventilöffnung verschließt und einer zweiten Ventilschicht (760), die zwischen dem zweiten Verschlusselement (344) und dem Außengehäuse sowie dem Innengehäuse angeordnet ist, wenn das zweite Verschlusselement die zweite Ventilöffnung verschließt, wobei die erste und die zweite Ventilschicht eine geringere magnetische Leitfähigkeit als das erste und das zweite Verschlusselement aufweisen.
9. Magnetventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Einrichtung zum Bereitstellen des durch die Spule fließenden Stroms, die ausgebildet ist, um eine Größe des Stroms abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem äußeren Druckbereich auf Seiten des Außengehäuses und einem inneren Druckbereich auf Seiten des Innengehäuses einzustellen.
10. Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen (981) des durch die Spule fließenden Stroms, um ein Öffnen der ersten Ventilöffnung und der zweiten Ventilöffnung zu verhindern; und Unterbrechen (983) des durch die Spule fließenden Stroms, um abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem äußeren Druckbereich auf Seiten des Außengehäuses und einem inneren Druckbereich auf Seiten des Innengehäuses ein Öffnen der ersten Ventilöffnung oder der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, mit einem Schritt des Umpolens des durch die Spule fließenden Stroms, um das Öffnen der ersten Ventilöffnung oder der zweiten Ventilöffnung zu beschleunigen.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, bei dem der durch die Spule fließende Strom pulsweitenmoduliert wird.
13. Feder, die die folgenden Merkmale aufweist: einen Federbalg (111); einen Federtopf (113); ein Magnetventil (115) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, das zwischen einem Volumenbereich (1311) des Federbalgs und einem Volumenbereich (1313) des Federtopfs angeordnet ist.

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