DE102010002217A1 - Electroless closed magnet valve for use as exhaust valves for controlling fluid in e.g. antilock brake system of motor car, has flow diversion device arranged at partial region of valve member - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein stromlos geschlossenes Magnetventil zum Steuern eines Fluids.The present invention relates to a normally closed solenoid valve for controlling a fluid.
Derartige stromlos geschlossene Magnetventile zum Steuern eines Fluids sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen, insbesondere z. B. als Auslassventile für ABS-/TCS-/ESP-Vorrichtungen in Kraftfahrzeugen, bekannt. Diese Magnetventile weisen ein mit dem Anker verbundenes Ventilglied sowie einen Polkern auf. Zwischen dem Polkern und dem Anker ist ein Rückstellelement vorgesehen. Das Ventilglied gibt eine Durchgangsöffnung an einem Ventilsitz frei bzw. verschließt diese wieder. Ein derartiges Magnetventil ist z. B. aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Magnetventil zum Steuern eines Fluids mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass durch die Formgebung des Ventilglieds eine Umlenkung eines Teils der Fluidstömung erfolgt, die den Durchtritt der Fluidmenge durch den Spalt drastisch verringert. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Magnetventil einen Anker, ein Ventilglied, welches mit dem Anker verbunden ist und gemeinsam mit dem Anker bewegbar ist, sowie einen Ventilkörper mit einer Durchgangsöffnung umfasst, an welcher ein Ventilsitz ausgebildet ist, wobei das Ventilglied die Durchgangsöffnung am Ventilsitz freigibt und verschließt. Ferner weist das Magnetventil ein Rückstellelement, welches eine Rückstellkraft ausübt, um das Ventilglied in einen geschlossenen Zustand zurückzustellen, und eine Pralleinrichtung auf, welche am Ventilkörper angeordnet ist, um eine Fluidströmung abzulenken. Die Pralleinrichtung weist ferner eine Öffnung auf, durch welche zumindest ein Teilbereich des Ventilglieds beweglich durchgeführt ist, wobei am Teilbereich des Ventilglieds eine Strömungsumlenkungseinrichtung angeordnet ist. Die Strömungsumlenkungseinrichtung lenkt die Fluidströmung bereits vor dem Auftreffen auf die Pralleinrichtung um und schirmt zudem den Spalt zwischen Ventilglied und Pralleinrichtung derart ab, dass die Austrittsmenge des Fluids zwischen der Pralleinrichtung und dem Ventilglied in den Ankerraum minimiert wird. Dadurch werden die Druckkräfte auf den Anker deutlich reduziert, was eine wesentlich verbesserte Stellbarkeit des Magnetventils zur Folge hat. Trotzdem ist die Bewegung des Ventilglieds zum Öffnen und Schließen durch die Strömungsumlenkungseinrichtung nicht eingeschränkt und behindert nicht den Ausgleich von radialen Achsversätzen und Verkippungen des Ventilglieds gegenüber der Pralleinrichtung.The solenoid valve according to the invention for controlling a fluid having the features of claim 1 has the advantage that the shape of the valve member, a deflection of a portion of the Fluidstömung takes place, which drastically reduces the passage of fluid through the gap. This is inventively achieved in that the solenoid valve comprises an armature, a valve member which is connected to the armature and is movable together with the armature, and a valve body having a passage opening, on which a valve seat is formed, wherein the valve member, the passage opening on Valve seat releases and closes. Further, the solenoid valve has a return member which applies a return force to return the valve member to a closed state, and a baffle disposed on the valve body to deflect a fluid flow. The baffle device furthermore has an opening through which at least a partial region of the valve member is movably guided, wherein a flow deflection device is arranged on the partial region of the valve member. The flow deflection device deflects the fluid flow already before impinging on the baffle device and also shields the gap between valve member and baffle device in such a way that the discharge amount of the fluid between the baffle device and the valve member is minimized in the armature space. As a result, the pressure forces on the armature are significantly reduced, which has a much improved adjustability of the solenoid valve result. Nevertheless, the movement of the valve member for opening and closing by the flow deflection device is not limited and does not hinder the compensation of radial axial offsets and tilting of the valve member relative to the baffle device.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Strömungsumlenkungseinrichtung eine Vielzahl von einzelnen Umlenkelementen, welche am Ventilglied fixiert sind. Dadurch ist eine einfache, kompakte Bauform mit hoher Festigkeit realisierbar, die keine Schwächung des Durchmessers des filigranen Ventilglieds verursacht.According to a preferred embodiment of the invention, the flow deflection device comprises a plurality of individual deflection elements, which are fixed to the valve member. As a result, a simple, compact design with high strength can be realized, which causes no weakening of the diameter of the filigree valve member.
Weiterhin bevorzugt weist die Pralleinrichtung an der Öffnung Ausnehmungen auf, deren Anzahl und Form einer Anzahl und Schattenprojektion der Umlenkelemente entsprechen. Die Schattenprojektion zeigt dabei einen Umriss der Umlenkelemente bei einer Ansicht in Axialrichtung des Ventilglieds. Dadurch wird eine rasche und problemlose Montage des Ventilglieds in der Pralleinrichtung ermöglicht.Further preferably, the baffle device at the opening recesses whose number and shape correspond to a number and shadow projection of the deflecting elements. The shadow projection shows an outline of the deflecting elements in a view in the axial direction of the valve member. This allows a quick and easy installation of the valve member in the baffle device.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind genau drei Umlenkelemente vorgesehen, wobei jedes Umlenkelement einen Umfangsbereich von ca. 60° überdeckt. Dadurch wird eine Abdeckung des ringförmigen Spalts zwischen dem Ventilglied und der Pralleinrichtung in einem Umfangswinkel von ca. 180° und somit eine erhebliche Verbesserung des Strömungsverhaltens erreicht, bei dem ein größerer Teil des Fluids im Innenraum zwischen Ventilkörper und Pralleinrichtung verbleibt, ohne durch den Spalt auszutreten.In a further advantageous embodiment of the invention, exactly three deflecting elements are provided, each deflecting element covering a circumferential region of approximately 60 °. As a result, a covering of the annular gap between the valve member and the baffle is achieved in a circumferential angle of about 180 ° and thus a significant improvement in the flow behavior, in which a larger part of the fluid in the interior between the valve body and baffle remains without leaking through the gap ,
Vorzugsweise umfasst das Magnetventil ferner eine Abdeckeinrichtung, welche die Ausnehmungen an der Öffnung der Pralleinrichtung abdeckt. Durch die besonders bevorzugt einstückig ausgebildete Abdeckeinrichtung wird ein Austritt des Fluids durch die abgedeckten Ausnehmungen der Pralleinrichtung weitestgehend verhindert und die Störströmung durch die Öffnung der Pralleinrichtung minimiert.Preferably, the solenoid valve further comprises a covering device, which covers the recesses at the opening of the baffle device. As a result of the covering device, which is particularly preferably formed in one piece, leakage of the fluid through the covered recesses of the baffle device is largely prevented and the disturbing flow through the opening of the baffle device is minimized.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Abdeckeinrichtung einen umlaufenden Bund auf, welcher an einer dem Anker zugewandten Seite der Pralleinrichtung angeordnet ist. Der Bund verbindet die daran befestigten axialen Stege der Abdeckeinrichtung miteinander, so dass ein einstückiges Bauteil gebildet wird, und dient als Anschlag der Abdeckeinrichtung an die Pralleinrichtung, um ein axiales Durchschieben in Richtung zum Ventilsitz des Ventilglieds zuverlässig zu verhindern.According to a preferred embodiment of the invention, the covering device has a circumferential collar, which is arranged on a side of the baffle device facing the armature. The collar connects the attached thereto axial webs of the cover together, so that a one-piece component is formed, and serves as a stop of the cover to the baffle device to prevent axial pushing towards the valve seat of the valve member reliable.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Strömungsumlenkungseinrichtung als separates Bauteil ausgebildet, welches an dem Ventilglied befestigt ist. Dadurch kann eine kostengünstige Herstellung sowie eine rasche und einfache Montage der Strömungsumlenkungseinrichtung erreicht werden. Ferner ist ein nachträglicher Austausch bzw. eine Nachrüstung dieses Bauteils an bestehenden Ventilgliedern möglich.In a further advantageous embodiment of the invention, the flow deflection device is designed as a separate component which is fastened to the valve member. Thereby, a cost-effective production and a quick and easy installation of the flow deflection device can be achieved. Furthermore, a subsequent replacement or Retrofitting of this component to existing valve members possible.
Vorzugsweise ist zwischen der Abdeckeinrichtung und dem Ventilglied ein Radialspiel vorhanden. Dieses Radialspiel erlaubt radiale Achsversätze sowie Verkippungen des Ventilglieds in der Abdeckeinrichtung, die die Beweglichkeit des Ventilglieds nicht einschränken.Preferably, there is a radial play between the cover device and the valve member. This radial clearance allows radial misalignments and tilting of the valve member in the cover, which do not limit the mobility of the valve member.
Weiterhin bevorzugt ist die Abdeckeinrichtung an der Pralleinrichtung befestigt. Dadurch wird ein axiales Ausschieben aus der Pralleinrichtung in Richtung Anker bei der Bewegung des Ventilglieds betriebssicher verhindert.Further preferably, the cover is attached to the baffle device. As a result, an axial pushing out of the baffle in the direction of armature during the movement of the valve member is reliably prevented.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Strömungsumlenkungseinrichtung einen sich von einem Außenumfang des Ventilglieds nach außen erweiternden Umlenkbereich auf. Durch die vom Außendurchmesser des Ventilglieds ausgehende strömungsmechanisch günstige Formgebung der Strömungsumlenkungsvorrichtung wird der Wirkungsgrad der Strömungsumlenkung wesentlich verbessert. Hierbei sind Verrundungen oder gleitende Übergänge insbesondere an den Übergangen sowie den Ecken des Außenumfangs der Strömungsumlenkungsvorrichtung von Vorteil.According to a preferred embodiment of the invention, the flow deflection device has a deflecting region that widens outward from an outer circumference of the valve member. By virtue of the flow-mechanically favorable shape of the flow deflection device, which starts from the outside diameter of the valve member, the efficiency of the flow deflection is substantially improved. In this case, fillets or sliding transitions, in particular at the passages and the corners of the outer circumference of the flow deflection device, are advantageous.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf
Wie aus
Wie aus
Wie in
Bei der Montage wird das Ventilglied
Durch das erfindungsgemäße Magnetventil
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