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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit einem Magnetanker, der mit einem Dichtelement des Magnetventils zu dessen Verlagerung wirkverbunden ist, und mindestens einem Strömungsweg, über welchen auf gegenüberliegenden Seiten des Magnetankers angeordnete Fluidkammern fluidverbindbar oder fluidverbunden sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fahrerassistenzeinrichtung.
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Magnetventile der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden üblicherweise für Fahrerassistenzeinrichtungen, insbesondere ABS-, TCS- oder ESP-Einrichtungen, verwendet. Das Magnetventil weist den Magnetanker auf, welcher, insbesondere axial, verlagerbar in dem Magnetventil angeordnet ist. Der Magnetanker ist mit dem Dichtelement des Magnetventils wirkverbunden, so dass bei einer Verlagerung des Magnetankers auch das Dichtelement verlagert wird. Das Dichtelement ist üblicherweise dazu vorgesehen, eine Ventilöffnung des Magnetventils zu verschließen beziehungsweise freizugeben. Ist das Dichtelement zum Verschließen der Ventilöffnung angeordnet, so sitzt es üblicherweise in einem Ventilsitz des Magnetventils ein, welcher sowohl der Ventilöffnung als auch dem Dichtelement zugeordnet ist. Beispielsweise ist das Dichtelement in eine Ausnehmung des Magnetankers eingebracht und in dieser gehalten, wobei die Ausnehmung vorzugsweise auf einer dem Ankergegenstück abgewandten Stirnseite des Magnetankers vorgesehen ist.
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Üblicherweise weist das Magnetventil eine Stelleinrichtung auf, welche von dem Magnetanker zusammen mit einem Ankergegenstück gebildet ist. Neben dem Magnetanker weist das Magnetventil also auch das Ankergegenstück auf. Dieses ist beispielsweise als Polkern ausgebildet. Der Polkern ist üblicherweise bezüglich eines Gehäuses des Magnetventils ortsfest gehalten, während der Magnetanker bezüglich des Gehäuses verlagerbar ist. Zur Bewirkung dieser Verlagerung wirken der Magnetanker und das Ankergegenstück zusammen. Dabei weist das Ankergegenstück beispielsweise eine oder mehrere Spulen auf, während der Magnetanker aus einem magnetisierbaren oder magnetischen Material besteht. Das Ankergegenstück ist stirnseitig des Magnetankers vorgesehen. Üblicherweise sind der Magnetanker und das Ankergegenstück derart zueinander angeordnet, dass sie, unabhängig von der Verlagerung des Magnetankers, nicht miteinander in Verbindung treten können. Zwischen dem Magnetanker und dem Ankergegenstück beziehungsweise der dem Ankergegenstück zugewandten Stirnseite des Magnetankers und der dem Magnetanker zugewandten Stirnseite des Ankergegenstücks liegt demnach ein Spalt, der so genannte Luftspalt beziehungsweise Arbeitsluftspalt, vor. Die Größe des Luftspalts ist abhängig von der Position des Magnetankers in Bezug zu dem Ankergegenstück. Die Größe des Luftspalts ändert sich demnach bei der Verlagerung des Magnetankers.
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Auf gegenüberliegenden Seiten des Magnetankers liegen die Fluidkammern vor, wobei der Luftspalt zumindest bereichsweise von einer der Fluidkammern gebildet ist. Das Fluidkammervolumen der Fluidkammern ist dabei abhängig von der Position des Magnetankers bezüglich des Ankergegenstücks. Um bei einer Verlagerung des Magnetankers einen starken Druckaufbau beziehungsweise Druckabfall in einer der Fluidkammern beziehungsweise in den Fluidkammern zu vermeiden, sind die Fluidkammern über den Strömungsweg miteinander fluidverbindbar beziehungsweise fluidverbunden. Das bedeutet, dass bei einer Verlagerung des Magnetankers Fluid aus derjenigen Fluidkammer, in deren Richtung der Magnetanker verlagert wird, in die der Verlagerung gegenüberliegende Fluidkammer gedrängt wird. Bei üblichen Ausgestaltungen des Magnetventils wird der Strömungsweg von dem Magnetanker selbst mit ausgebildet. Beispielsweise liegt der Strömungsweg zwischen dem Magnetanker und dem Gehäuse des Magnetventils, in welchem der Magnetanker axial beweglich geführt ist, vor. Der Strömungsweg ist demnach definiert durch eine Außenkontur des Magnetankers und eine Innenkontur des Gehäuses. Bei einer Verlagerung des Magnetankers kann es durchaus vorkommen, dass das Fluidkammervolumen einer der Fluidkammern auf null reduziert wird; in diesem Fall liegt demnach die Fluidkammer nur noch in übertragenem Sinne vor.
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Bei seiner Verlagerung bewegt sich der Magnetanker des Magnetventils mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Je größer diese Geschwindigkeit ist, umso stärker sind Druckwellen, welche bei einem Auftreffen des Dichtelements auf den Ventilsitz erzeugt werden. Diese Druckwellen werden bei einem Auftreten auf eine Wandung in Schall umgewandelt, so dass der Betrieb des Magnetventils unerwünschte Geräusche verursacht. Allgemein ausgedrückt sind diese Geräusche umso lauter, je höher die Geschwindigkeit ist, mit welcher der Magnetanker verlagert wird. Um diesem Problem zu begegnen, ist es bekannt, die Dämpfung des Magnetventils zu erhöhen, beispielsweise indem der Durchströmungsquerschnitt des Strömungswegs verkleinert wird. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit, mit welcher der Magnetanker verlagerbar ist, herabgesetzt. Dies hat jedoch zur Folge, dass auch die maximal erreichbare Stellgeschwindigkeit des Magnetventils reduziert wird, also die minimal erreichbare Stellzeit des Magnetventils vergrößert wird. Somit stehen beim Entwurf eines Magnetventils zwei gegensätzliche Optimierungsziele zur Auswahl. Zum einen kann die Erzeugung von Druckwellen beziehungsweise Schall durch das Magnetventil reduziert, andererseits die Stellgeschwindigkeit erhöht werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgegenüber weist das Magnetventil mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen den Vorteil auf, dass es sowohl schwingungsarm beziehungsweise geräuscharm arbeitet und gleichzeitig eine hohe Stellgeschwindigkeit ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem in dem Magnetventil mindestens ein in den Strömungsweg zumindest bereichsweise hineinragendes Dämpfungselement in axialer Richtung verlagerbar angeordnet ist. Das Dämpfungselement kann die Dämpfung des Magnetventils beziehungsweise des Magnetankers vergrößern, indem es den Durchströmungsquerschnitt des Strömungswegs verkleinert beziehungsweise den in dem Strömungsweg befindlichen Wirkquerschnitt des Magnetankers vergrößert. Dies wird erzielt, indem das – üblicherweise dem Magnetanker zugeordnete – Dämpfungselement zumindest bereichsweise in den Strömungsweg hineinragt. Das Dämpfungselement soll, insbesondere bezüglich des Magnetankers, in axialer Richtung verlagerbar sein. Es ist somit zumindest zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verlagerbar. Das Dämpfungselement kann an dem Magnetanker oder einem weiteren, den Strömungsweg begrenzenden Element, beispielsweise dem Gehäuse des Magnetventils, angeordnet sein. Vorteilhafterweise überragt das Dämpfungselement in radialer Richtung die Außenkontur des Magnetankers. In einer alternativen Ausgestaltung könnte es jedoch auch vorgesehen sein, dass der Strömungsweg, über welchen die Fluidkammern fluidverbindbar sind, mittels einer Ausnehmung beziehungsweise einem Durchbruch des Magnetankers hergestellt ist. In diesem Fall kann das Dämpfungselement ebenso in einer Dämpfungselementkammer des Magnetankers angeordnet sein.
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Das Dämpfungselement ist insbesondere derart in axialer Richtung verlagerbar angeordnet, dass die Dämpfung des Magnetventils lediglich in zumindest einer Stellung vergrößert wird, während in zumindest einer weiteren Stellung die Dämpfung unverändert ist. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Dämpfung des Magnetventils bei einem Schließvorgang des Magnetventils vergrößert wird, kurz bevor das Dichtelement mit dem Dichtungssitz in Kontakt tritt. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit des Magnetankers lediglich in einem Positionsbereich verringert, der derart ausgewählt ist, dass ein geräuscharmes Schließen des Magnetventils ermöglicht wird. Das Dämpfungselement ist demnach dazu vorgesehen, den Durchströmungsquerschnitt des Strömungswegs lediglich in einem ersten Positionsbereich des Magnetankers zu verkleinern und so die Dämpfung des Magnetventils in diesem zu erhöhen. Dagegen sollen in einem zweiten Positionsbereich, der von dem ersten Positionsbereich unterschiedlich ist, der Durchströmungsquerschnitt des Strömungswegs und damit die Dämpfung des Magnetventils unverändert bleiben.
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In dem ersten Positionsbereich wird somit die Verlagerung des Magnetankers verzögert, so dass er sich in diesem mit einer geringeren Geschwindigkeit bewegt. In dem zweiten Positionsbereich wird dagegen eine Bewegung des Magnetankers mit einer höheren Geschwindigkeit zugelassen. Somit wird gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Magnetventilen ein leiseres Schließen erreicht, ohne jedoch die (mittlere) Geschwindigkeit des Magnetankers deutlich zu verringern. Lediglich in dem ersten Positionsbereich, welcher nur einen (kleinen) Bereich des gesamten Stellwegs zwischen Offenposition – der Ventilsitz ist von dem Dichtelement freigegeben – und Geschlossenposition – der Ventilsitz ist von dem Dichtelement verschlossen – des Magnetankers darstellt, findet eine Verringerung der Geschwindigkeit des Magnetankers statt, so dass die Stellgeschwindigkeit des Magnetventils nahezu unverändert bleibt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Dämpfungselement von einem durch eine Bewegung des Magnetankers bewirkten Fluidstrom entlang des Strömungswegs in axialer Richtung verlagerbar ist. Wie bereits vorstehend ausgeführt, bewirkt die Bewegung beziehungsweise Verlagerung des Magnetankers den Fluidstrom entlang des Strömungswegs, wobei das Fluid von einer der Fluidkammern in die andere der Fluidkammern beziehungsweise umgekehrt strömt. Durch das Hineinragen des Dämpfungselements in den Strömungsweg bewirkt der Fluidstrom entlang des Strömungswegs eine Stellkraft auf das Dämpfungselement. Diese Stellkraft bewirkt die Verlagerung des Dämpfungselements in axialer Richtung. Aus diesem Grund ist es üblicherweise vorgesehen, dass das Dämpfungselement derart gelagert ist, dass es ohne weiteres von dem Fluidstrom verlagert werden kann. Insbesondere sind keine zusätzlichen Stellmittel zur Verlagerung des Dämpfungselements vorgesehen beziehungsweise notwendig.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Magnetanker zumindest einen Endanschlag zur Begrenzung einer axialen Verlagerung des Dämpfungselements aufweist. Die axiale Verlagerung des Dämpfungselements erfolgt relativ zu dem Magnetanker. Erreicht das Dämpfungselement die Position des Endanschlags, so verhindert dieser eine weitere Verlagerung des Dämpfungselements bezüglich des Magnetankers. Der Endanschlag setzt das Dämpfungselement insofern in zumindest einer axialen Richtung fest, sobald es eine bestimmte Position bezüglich des Magnetankers erreicht hat. Wird der Magnetanker im Folgenden entgegen dieser axialen Richtung verlagert, so wird das Dämpfungselement von dem Magnetanker über den Endanschlag mitgenommen. Auf diese Weise wird der Wirkquerschnitt des Magnetankers um den des Dämpfungselements vergrößert beziehungsweise der Durchströmungsquerschnitt des Strömungswegs verringert und somit die Dämpfung des Magnetventils vergrößert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Dämpfungselement in einer Nut des Magnetankers gelagert ist. Die Nut kann teilumfänglich an dem Magnetanker oder lediglich in einem oder mehreren Umfangsbereichen ausgebildet sein. Das Dämpfungselement sitzt dabei derart in der Nut ein, dass es bezüglich des Magnetankers gelagert ist. Die Nut kann beispielsweise den zumindest einen Endanschlag, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Endanschläge, ausbilden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Nut des Magnetankers zwischen Teilelementen des Magnetankers vorliegt. Der Magnetanker ist somit mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet. Eine solche Ausgestaltung des Magnetventils beziehungsweise des Magnetankers ermöglicht eine einfache Montage des Dämpfungselements an dem Magnetanker. Insbesondere wird das Dämpfungselement mit einem ersten der Teilelemente zusammengesetzt und anschließend zumindest ein weiteres der Teilelemente an dem ersten der Teilelemente montiert. Anschließend sitzt das Dämpfungselement in der Nut des Magnetankers ein und ist in dieser unverlierbar gehalten. Lediglich ein Demontieren der Teilelemente voneinander ermöglicht ein Entfernen des Dämpfungselements aus der Nut.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eines der Teilelemente zumindest bereichsweise, insbesondere klemmend, in ein anderes der Teilelemente eingreift. Zur Befestigung der Teilelemente aneinander ist es demnach vorgesehen, dass diese ineinander eingreifen. Auch diese Weise kann ein kraftschlüssiges oder formschlüssiges Befestigen aneinander realisiert werden. Besonders vorteilhaft greifen die Teilelemente derart ineinander ein, dass eine Klemmverbindung realisiert ist. Alternativ könnte jedoch auch beispielsweise eine Schraubverbindung zwischen den Teilelementen vorgesehen sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Dämpfungselement den Magnetanker zumindest bereichsweise, insbesondere vollständig, umgreift. Das Dämpfungselement ist demnach an einer Außenkontur des Magnetankers vorgesehen. Das Umgreifen ist dabei zumindest bereichsweise vorgesehen, so dass das Dämpfungselement in zumindest einen Umfangsbereich des Strömungswegs hineinragt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Dämpfungselement den Magnetanker vollständig umgreift, so dass – im Querschnitt gesehen – der gesamte Strömungsweg von dem Dämpfungselement beaufschlagbar ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Dämpfungselement in radialer Richtung größere Abmessungen aufweist als der Magnetanker. Das Dämpfungselement steht demnach in radialer Richtung derart über den Magnetanker über, dass er weiter in den Strömungsweg hineinragt als der Magnetanker.
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Auf diese Weise kann das Dämpfungselement die Dämpfung des Magnetventils in dem ersten Positionsbereich des Magnetankers erhöhen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Magnetanker ein Radiallager für das Dämpfungselement aufweist. Das Radiallager führt das Dämpfungselement in axialer Richtung und verhindert dabei eine Bewegung in radialer Richtung. Idealerweise sind das Radiallager und das Dämpfungselement derart ausgeführt, dass auch ein Kippen des Dämpfungselements bezüglich des Magnetankers verhindert wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fahrerassistenzeinrichtung, insbesondere ABS-, TCS- oder ESP-Einrichtung, mit mindestens einem Magnetventil, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei das Magnetventil einen Magnetanker, der mit einem Dichtelement des Magnetventils zu dessen Verlagerung wirkverbunden ist, und mindestens einen Strömungsweg, über welchen auf gegenüberliegenden Seiten des Magnetankers angeordnete Fluidkammern fluidverbindbar oder fluidverbunden sind, aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Magnetventil mindestens ein in den Strömungsweg zumindest bereichsweise hineinragendes Dämpfungselement in axialer Richtung verlagerbar angeordnet ist. Das Magnetventil der Fahrerassistenzeinrichtung kann gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:
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1 eine Seitenschnittansicht eines Magnetventils mit einem Magnetanker, dem ein Dämpfungselement zugeordnet ist,
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2 den Magnetanker sowie das Dämpfungselement,
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3 das Dämpfungselement in einer ersten Position,
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4 das Dämpfungselement in einer zweiten Position, und
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5 ein Diagramm, in welchem eine Dämpfung des Magnetventils über einen Stellweg des Magnetankers dargestellt ist.
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Die Figur zeigt ein Magnetventil 1, welches beispielsweise Bestandteil einer hier nicht dargestellten Fahrerassistenzeinrichtung ist. Das Magnetventil 1 weist einen Magnetanker 2 auf, welcher mit einem Dichtelement 3 des Magnetventils 1 wirkverbunden ist. Das Dichtelement 3 wirkt mit einem in einem Ventilkörper 4 ausgebildeten Ventilsitz 5 zusammen, um eine Strömungsverbindung zwischen einem Einlassanschluss 6 und einem Auslassanschluss 7 des Magnetventils 1 freizugeben beziehungsweise zu unterbrechen. Dem Auslassanschluss 7 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Filter 8 zugeordnet. Zusätzlich oder alternativ kann selbstverständlich auch dem Einlassanschluss 6 ein Filter zugeordnet sein (hier nicht dargestellt). Das hier dargestellte Magnetventil 1 ist entsprechend der Anordnung von Einlassanschluss 6 und Auslassanschluss 7 für eine axiale Anströmung und eine radiale Abströmung (bezüglich einer Längsachse 9 des Magnetventils 1) ausgelegt. Selbstredend kann jedoch die Anströmungsrichtung beziehungsweise die Abströmungsrichtung beliebig vorgesehen sein.
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Neben dem im Wesentlichen einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden Magnetanker 2 verfügt das Magnetventil 1 über ein Ankergegenstück 10, welches zusammen mit dem Magnetanker 2 eine Betätigungseinrichtung 11 des Magnetventils 1 bildet. Das Ankergegenstück 10 ist beispielsweise als Polstufe ausgebildet und weist zumindest eine elektrische Spule auf, so dass mittels des Ankergegenstücks 10 durch Anlegen einer Spannung an die Spule (also durch Bestromung des Magnetventils 1) eine Magnetkraft auf den Magnetanker 2 ausgeübt werden kann. Der Magnetanker 2 ist bezüglich der Längsachse 9 axial verschieblich gelagert, wobei die Lagerung insbesondere mittels eines Gehäuses 12 des Magnetventils 1 realisiert ist. An dem Gehäuse 12 ist dabei auch das Ankergegenstück 10 und der Ventilkörper 4 ortsfest gehalten. Somit kann der Magnetanker 2, beeinflusst durch die mittels des Ankergegenstücks 10 erzeugte Magnetkraft, relativ bezüglich des Magnetankers 2 beziehungsweise des Ventilkörpers 4 in axialer Richtung verlagert werden. Das Magnetventil 1, welches in der Figur dargestellt ist, ist ein stromlos geschlossenes Magnetventil 1. Das bedeutet, dass das Dichtelement 3 dichtend in dem Ventilsitz 5 einsetzt, solange das Magnetventil 1 nicht bestromt ist, also keine Magnetkraft mittels des Ankergegenstücks 10 erzeugt wird.
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Auf der dem Ankergegenstück 10 abgewandten Seite des Magnetankers 2 ist in einer Stufenbohrung 13 das Dichtelement 3 eingebracht. Dabei ist das Dichtelement 3 vorzugsweise in die Stufenbohrung 13 eingepresst, so dass es in dieser klemmend gehalten ist. In einer weiteren Ausnehmung 14 des Magnetankers 2 ist ein Federelement 15 derart angeordnet, dass es sowohl mit dem Magnetanker 2 als auch mit dem Ankergegenstück 10 in Wirkkontakt tritt. Das Federelement 15, welches hier als Spiralfeder ausgebildet ist, bewirkt eine auf den Magnetanker 2 wirkende Federkraft, wobei es sich auf dem Ankergegenstück 10 abstützt. Die Federkraft drängt den Magnetanker 2 in die von dem Ankergegenstück 10 abgewandte Richtung. Wird das Magnetventil 1 bestromt, wirkt also auf den Magnetanker 2 die entsprechende, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in Richtung des Ankergegenstücks 10 gerichtete Magnetkraft, so wird der Magnetanker 2 auf das Ankergegenstück 10 zubewegt. Dabei wird das Federelement 15 (weiter) gespannt. Entfällt die Magnetkraft, so bewirkt die Federkraft, dass der Magnetanker 2 wieder von dem Ankergegenstück 10 fort gedrängt wird.
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Auf gegenüberliegenden Seiten des Magnetankers 2 sind Fluidkammern 16 und 17 vorgesehen. Um bei einer Verlagerung des Magnetankers 2 einen Druckaufbau beziehungsweise Druckabfall in den Fluidkammern 16 und 17 zu vermeiden, und damit das problemlose Verstellen des Magnetankers 2 erst zu ermöglichen, sind die Fluidkammern 16 und 17 über einen Strömungsweg 18 miteinander verbunden. Der Strömungsweg 18 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen einer Außenkontur des Magnetankers 2 und einer Innenkontur des Gehäuses 12 ausgebildet. Zu diesem Zweck weist der Magnetanker 2 an jeder Axialposition in radialer Richtung geringere Abmessungen auf als ein Innenraum des Gehäuses 12, in welchem der Magnetanker 2 geführt ist.
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In der 1 ist der Magnetanker 2 in seiner Geschlossenposition dargestellt. Um ihn in seine Offenposition zu verlagern, wird das Magnetventil 1 bestromt, so dass mittels des Ankergegenstücks 10 eine Magnetkraft erzeugt wird, welche den Magnetanker 2 in Richtung des Ankergegenstücks 10 verlagert. Dabei wird der Ventilsitz 5 von dem Dichtelement 3 freigegeben. Soll der Ventilsitz 5 wieder verschlossen werden, so wird das Magnetventil 1 deaktiviert, so dass die Magnetkraft entfällt und die von dem Federelement 15 erzeugte Federkraft den Magnetanker 2 und damit das Dichtelement 3 in Richtung des Ventilsitzes 5 drängt. Der von dem Magnetanker 2 zwischen seiner Offenposition und seiner Geschlossenposition beziehungsweise umgekehrt zurückgelegte Weg wird im Folgenden als Stellweg bezeichnet.
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Um die bei vielen Magnetventilen 1 benötigten kurzen Stellzeiten zu erreichen, muss der Magnetanker 2 mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit verlagert werden. Unter Stellzeit wird dabei die Zeit verstanden, die benötigt wird, um den Magnetanker 2 von seiner Offenposition in die Geschlossenposition oder umgekehrt zu verlagern. Daher treten, insbesondere beim Verschließen des Ventilsitzes 5 durch das Dichtelement 3, also beim Verlagern des Magnetankers 2 in dessen Geschlossenposition (wie in 1 dargestellt), Druckwellen auf, welche störende Geräusche verursachen können. Es wurden daher Magnetventile 1 vorgeschlagen, welche eine höhere Dämpfung aufweisen, so dass der Magnetanker 2 langsamer verlagert wird. Die höhere Dämpfung wird durch einen geringeren Durchströmungsquerschnitt des Strömungswegs 18 erreicht. Auf diese Weise kann das Magnetventil 1 geräuscharm betrieben werden. Diese Maßnahme bedingt jedoch auch eine längere Stellzeit des Magnetventils 1.
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Um einen geräuscharm Betrieb des Magnetventils 1 bei kurzen Stellzeiten zu ermöglichen, ist ein Dämpfungselement 19 vorgesehen, welches in den Strömungsweg 18 zwischen den Fluidkammern 16 und 17 zumindest bereichsweise hineinragt. Das Dämpfungselement 19 ist dabei in einer Nut 20 des Magnetankers 2 gelagert, wobei die Nut 20 in axialer Richtung eine größere Breite aufweist als das Dämpfungselement 19. Auf diese Weise ist das dem Dämpfungselement 19 in axialer Richtung verlagerbar. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Dämpfungselement 19 demnach dem Magnetanker 2 zugeordnet. Das Dämpfungselement 18 ist von einem durch eine Bewegung des Magnetankers 2 bewirkten Fluidstrom entlang des Strömungswegs 18 in axialer Richtung verlagerbar. Die Nut 20 bildet zwei Endanschläge 21 und 22 für das Dämpfungselement 19 aus. Die Endanschläge 21 und 22 begrenzen die axiale Verlagerung des Dämpfungselements 19 bezüglich des Magnetankers 2.
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Die 2 zeigt eine Detailansicht des Magnetankers 2 und des Dämpfungselements 19. Es wird deutlich, dass der Magnetanker 2 aus zwei Teilelementen 23 und 24 besteht. Die Nut 20 liegt dabei zwischen den Teilelementen 23 und 24 vor. Das Teilelement 24 greift zumindest bereichsweise in das Teilelement 23 ein. Auf diese Weise ist eine Klemmverbindung zwischen den Teilelementen 23 und 24 geschaffen, so dass das Dämpfungselement 19 unverlierbar in der Nut 20 gehalten ist. Bei einer Montage des Magnetventils 1 wird folglich zunächst das Dämpfungselement 19 auf einen zentralen Zapfen 25 des Teilelements 24 aufgesetzt, so dass es vorzugsweise mit dem Endanschlag 22 in Berührkontakt tritt beziehungsweise auf diesem aufliegt. Anschließend wird das Teilelement 23 auf den Zapfen 25 des Teilelemente 24 aufgepresst, so dass eine dauerhafte Verbindung zwischen den Teilelementen 23 und 24 hergestellt ist. Im Bereich des Teilelements 23 wird der Strömungsweg 18 von Radialvorsprüngen 26, welche von dem Teilelemente 23 ausgehen und dem Gehäuse 12 entgegentreten, unterteilt. Das Teilelement 24 weist einen Radialvorsprung 27 auf, welcher in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet ist. Dabei weist der Radialvorsprung 27 eine geringere Radialerstreckung auf als die Radialvorsprünge 26 des Prallelements 23. Ausgehend von dem Radialvorsprung 27 verkleinert sich der Querschnitt des Teilelements 24 in Richtung des Dichtelements 3 über eine Radialstufe.
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Aus der 2 wird deutlich, dass das Dämpfungselement 19 den Magnetanker 2 in Umfangsrichtung vollständig umgreift. Ebenso ist erkennbar, dass es in radialer Richtung größere Abmessungen aufweist als der Magnetanker 2 beziehungsweise dessen Teilelemente 23 und 24. In der Nut 20 liegt ein Radiallager 28 für das Dämpfungselement 19 vor. Dieses wird von dem Magnetanker 2 ausgebildet. Das Radiallager 28 lässt lediglich eine axiale Verlagerung des Dämpfungselements 19 bezüglich des Magnetankers 2 zu, verhindert demnach im Wesentlichen eine Bewegung des Dämpfungselements 19 in radialer Richtung beziehungsweise ein Verkippen des Dämpfungselements 19.
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Anhand der 3 und 4 soll auf die Funktionsweise des Dämpfungselements 19 beziehungsweise des das Dämpfungselement 19 aufweisenden Magnetventils 1 eingegangen werden. Die 3 zeigt einen Bereich des Magnetankers 2, wobei sich der Magnetanker 2 in seiner Offenposition befindet. Das Dämpfungselement 19 nimmt dabei beispielsweise die in der 3 dargestellte Position ein. In diese Position wird es beispielsweise von hier nicht dargestellten Rückstellmitteln gebracht. Diese Rückstellmittel umfassen beispielsweise zumindest ein Federelement, welches zwischen dem Magnetanker 2 und dem Dämpfungselement 19 wirkt, um das Dämpfungselement 19 in die in der 3 dargestellte Position zu drängen. Vorzugsweise ist auf beiden Seiten des Dämpfungselements 19 in der Nut 20 jeweils mindestens ein Federelement angeordnet. Idealerweise sind jeweils zwei Federelemente diametral gegenüberliegend vorgesehen. Vorzugsweise werden vier oder mehr Federelemente verwendet.
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Wird der Magnetanker 2 in Richtung seiner Geschlossenposition verlagert, um den Ventilsitz 5 mittels des Dichtelements 3 abzudecken, so bleibt der Durchströmungsquerschnitt des Strömungswegs 18 beziehungsweise die Dämpfung des Magnetventils 1 zunächst unverändert. Somit liegt in einem zweiten Positionsbereich eine geringe Dämpfung beziehungsweise eine hohe Stellgeschwindigkeit des Magnetankers 2 vor. Während der Verlagerung des Magnetankers 2 strömt Fluid entlang des Strömungswegs 18 aus der Fluidkammer 17 in die Fluidkammer 16. Diese Strömung beziehungsweise dieser Fluidstrom bewirkt eine Stellkraft auf das Dämpfungselement 19, welche es in Richtung des Endanschlags 21 des Magnetankers 2 drängt.
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Bei ausreichend weiter Verlagerung des Magnetankers 2 liegt das Dämpfungselement 19 auf dem Endanschlag 21 auf. Dies ist in der 4 dargestellt. Es ist ohne weiteres zu erkennen, dass das Dämpfungselement 19, sobald es an dem Endanschlag 21 anliegt, von dem Magnetanker 2 in Richtung von dessen Geschlossenposition mitgenommen wird. Das Dämpfungselement 19 wird also entgegen des Fluidstroms entlang des Strömungswegs 18 mitsamt dem Magnetanker 2 verlagert. Dies bewirkt ein deutliches Ansteigen der Dämpfung des Magnetventils 1. Somit wird die Verlagerungsgeschwindigkeit des Magnetankers 2 verringert.
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Der erste Positionsbereich enthält insofern die Stellungen des Magnetankers 2, für welche das Kupplungselement 19 an dem Endanschlag 21 anliegt. Der zweite Positionsbereich enthält dagegen die Stellungen des Magnetankers 2, in welchen das Dämpfungselement 19 noch nicht an dem Endanschlag 21 anliegt.
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Die 5 zeigt ein Diagramm, in welchem die Dämpfung k des Magnetventils 1 über den Stellweg x des Magnetankers 2 dargestellt ist. Die Dämpfung ist dabei dimensionslos, der Stellweg des Magnetankers 2 in Millimetern angegeben. Ein Stellweg von null bedeutet dabei, dass sich der Magnetanker 2 in seiner Offenposition, und ein Stellweg von xg, dass sich der Magnetanker 2 in seiner Geschlossenposition befindet. Das Diagramm der 5 zeigt dabei, dass die Dämpfung des Magnetventils 1 in dem ersten Positionsbereich 29 größer ist als in dem zweiten Positionsbereich 30. Es zeigt sich somit, dass die Dämpfung des Magnetventils 1 lediglich in einem geringen Positionsbereich – bezogen auf den gesamten Stellweg – erhöht wird. Auf diese Weise wird ein geräuscharmer Betrieb des Magnetventils 1 bei gleichzeitig hoher Stellgeschwindigkeit ermöglicht.
