DE102011001281B4

DE102011001281B4 - Magnetspulenventil

Info

Publication number: DE102011001281B4
Application number: DE201110001281
Authority: DE
Inventors: Naoki Mitsumata; Shigeru Nonoyama; Yutaka Miyamoto
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2013-04-25
Anticipated expiration: 2031-03-16
Also published as: DE102011001281A1; JP2011202770A; JP5234037B2

Abstract

Magnetspulenventil, aufweisend:
eine Ventileinheit (1), die beinhaltet:
einen Ventilkörper (12), der aus einem magnetischen Material besteht und zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert ist;
einen Anker (13), der aus einem magnetischen Material besteht und in dem Ventilkörper (12) aufgenommen ist; und
einen Statorkern (17), der aus einem magnetischen Material besteht und mit dem Ventilkörper (12) integriert ausgebildet ist, wobei ein Endteil des Statorkerns (17) dem Anker (13) axial gegenüberliegt;
eine Spuleneinheit (3), die beinhaltet:
eine Spule (31), die zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert ist und radial außerhalb des Statorkerns (17) angeordnet ist;
ein Joch (33), das aus einem magnetischen Material besteht und zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert ist, wobei:
das Joch (33) radial außerhalb der Spule (31) angeordnet ist; und
ein Endteil des Jochs (33) eine Endoberfläche, die eine Endoberfläche des Ventilkörpers (12) axial berührt, und eine innere Umfangsoberfläche aufweist, die einer...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetspulenventil (Solenoid-Ventil).
Die JP 2007-132337 A (die der US 2007/0084443 A1 entspricht) lehrt z. B. ein Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, das einen Druckspeicher (insbesondere eine Common-Rail), Kraftstoffeinspritzventile, eine Kraftstoffpumpe, einen Ableitkanal und ein Magnetspulen-Druckentlastungsventil beinhaltet. In dem Druckspeicher wird ein mit hohem Druck beaufschlagter Kraftstoff gespeichert. Jedes der Kraftstoffeinspritzventile spritzt den in dem Druckspeicher gespeicherten, unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder des Verbrennungsmotors ein. Nachdem der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank gesogen worden ist, wird der Kraftstoff durch die Kraftstoffpumpe mit Druck beaufschlagt und der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff in den Druckspeicher gepumpt. Der Ableitkanal leitet den in dem Druckspeicher gespeicherten, unter hohem Druck stehenden Kraftstoff auf die Niederdruckseite (den Kraftstofftank) ab. Das Druckentlastungsventil öffnet den Ableitkanal dann, wenn ein Fahrzeug z. B. abgebremst wird, so dass der Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher rasch reduziert werden kann.
Das Druckentlastungsventil der JP 2007-132337 A (die der US 2007/0084443 A1 entspricht) beinhaltet eine Ventileinheit 8 und eine Spuleneinheit 9, wie in 7 gezeigt ist. Die Spuleneinheit 9 beinhaltet eine Spule 91, einen Verbinder 92, eine Platte 93 und eine Sicherungsmutter 94. Die Spule 91 und der Verbinder 92 werden in einem Harzformvorgang derart miteinander integriert ausgebildet, dass die Platte 93 zwischen die Spule 91 und den Verbinder 92 eingespannt wird und ein äußerer Umfangsteil der Platte 3 radial nach außen freiliegt.
Die Spule 91 ist zu einem zylindrischen rohrförmigen Körper ausgebildet. In einem Zustand, in dem die Sicherungsmutter 94 gelöst ist, ist die Spule 91 in einer Umfangsrichtung in einem Raum der Ventileinheit 8 (einem zylindrischen Raum, der an einer Position radial auswärts eines Statorkerns 81 ausgebildet ist) drehbar.
Die Platte 93 besteht aus einem magnetischen Metall und ist zu einem kreisförmigen Scheibenkörper ausgebildet. Die Platte 93 liegt einem Ventilkörper 82 der Ventileinheit 8 und dem Statorkern 81 gegenüber. Zudem kooperiert die Platte 93 mit dem Ventilkörper 82 und dem Statorkern 81 so, dass sie miteinander einen magnetischen Kreis bilden.
Nachdem das Druckentlastungsventil am Druckspeicher angebracht worden ist, wird die Spuleneinheit 9 relativ zu der Ventileinheit 8 gedreht, um eine Richtung (Ausrichtung) des Verbinders 92 relativ zum Druckspeicher anzupassen. Nachdem die der Richtung des Verbinders 92 angepasst worden ist, wird die Sicherungsmutter 94 angezogen, um die Ventileinheit 8 und die Spuleneinheit 9 miteinander zu verbinden.
Wie vorstehend erläutert, wird bei dem Druckentlastungsventil gemäß der JP 2007-132337 A (die der US 200710084443 A1 entspricht) die relative Drehung zwischen der Ventileinheit 8 und der Spuleneinheit 9 ermöglicht, so dass die Anpassung der Richtung des Verbinders 92 relativ zum Druckspeicher nach dem Anbringen des Druckentlastungsventils am Druckspeicher erfolgen kann.
Im Fall des vorstehend beschriebenen Druckentlastungsventils jedoch berührt die Platte 93 den Ventilkörper 82, und zwischen der Platte 93 und dem Statorkern 81 entsteht ein Spalt α. Wenn der Spalt α, der einen Magnetfluss in dem magnetischen Kreis blockiert, entsteht, wird die magnetische Beschaffenheit gemindert, so dass die Magnetanziehungskraft verringert wird, so dass das Verhalten des Ventils verschlechtert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des vorstehend erwähnten Nachteils entwickelt. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Magnetspulenventil zu schaffen, das eine Verringerung einer magnetischen Anziehungskraft, die durch eine Minderung einer magnetischen Beschaffenheit hervorgerufen wird, einschränkt, während eine Anpassung einer Richtung eines Verbinders ermöglicht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetspulenventil geschaffen, das eine Ventileinheit, eine Spuleneinheit und eine Platte beinhaltet. Die Ventileinheit beinhaltet einen Ventilkörper, einen Anker und einen Statorkern. Der Ventilkörper besteht aus einem magnetischen Material (z. B. magnetischem Metall) und ist zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert. Der Anker besteht aus einem magnetischen Material und ist in dem Ventilkörper aufgenommen. Der Statorkern besteht aus einem magnetischen Material und ist mit dem Ventilkörper integriert ausgebildet. Ein Endteil des Statorkerns liegt dem Anker axial gegenüber. Die Spuleneinheit beinhaltet eine Spule, ein Joch und einen Verbinder. Die Spule ist zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert und radial außerhalb des Statorkerns angeordnet. Das Joch besteht aus einem magnetischen Material und ist zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert. Das Joch ist radial außerhalb der Spule angeordnet. Ein Endteil des Jochs weist eine Endoberfläche, die eine Endoberfläche des Ventilkörpers axial berührt, und eine innere Umfangsoberfläche auf, die einer äußeren Umfangsoberfläche des Ventilkörpers radial gegenüberliegt. Der Verbinder ist mit der Spule integriert ausgebildet und erstreckt sich von der Spule radial nach außen zu einer Position, die radial außerhalb des Jochs angeordnet ist. Durch die Platte sind die Ventileinheit und die Spuleneinheit miteinander verbunden. Die Platte ist an dem anderen Endteil des Statorkerns, das dem einen Endteil des Statorkerns gegenüberliegt, und dem anderen Endteil des Jochs angeordnet, das dem einen Endteil des Jochs gegenüberliegt. Die Platte bildet einen magnetischen Kreis zwischen dem Statorkern und dem Joch aus und ist mit dem anderen Endteil des Statorkerns in einem Zustand verbunden, wo die Platte und der Ventilkörper das Joch dazwischen einspannen. Die Ventileinheit und die Spuleneinheit sind so konfiguriert, dass sie eine relative Drehung zwischen der Ventileinheit und der Spuleneinheit ermöglichen, bevor die Platte und der Statorkern zusammengefügt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zudem ein Magnetspulenventil vorgesehen, das eine Ventileinheit und eine Spuleneinheit beinhaltet. Die Ventileinheit beinhaltet einen Ventilkörper, einen Anker und einen Statorkern. Der Ventilkörper besteht aus einem magnetischen Material und ist zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert. Der Anker besteht aus einem magnetischen Material und ist im Ventilkörper aufgenommen. Der Statorkern besteht aus einem magnetischen Material und ist mit dem Ventilköper integriert ausgebildet. Ein Endteil des Statorkerns liegt dem Anker axial gegenüber. Die Spuleneinheit beinhaltet eine Spule, ein Joch und einen Verbinder. Die Spule ist zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert und radial außerhalb des Statorkerns angeordnet. Das Joch besteht aus einem magnetischen Material und ist zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert. Das Joch ist radial außerhalb der Spule angeordnet. Ein Endteil des Jochs weist eine Endoberfläche, die eine Endoberfläche des Ventilkörpers axial berührt, und einen innere Umfangsoberfläche auf, die einer äußeren Umfangsoberfläche des Ventilkörpers radial gegenüberliegt. Das andere Endteil des Jochs, das dem einen Endteil des Jochs axial gegenüberliegt, ist mit dem anderen Endteil des Statorkerns zusammengefügt, der dem einen Endteil des Statorkerns gegenüberliegt. Der Verbinder ist mit der Spule integriert ausgebildet und erstreckt sich von der Spule radial nach außen zu einer Position, die radial außerhalb des Jochs positioniert ist. Die Ventileinheit und die Spuleneinheit sind so konfiguriert, dass sie eine relative Drehung zwischen der Ventileinheit und der Spuleneinheit ermöglichen, bevor das Joch und der Statorkern zusammengefügt werden.
Unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung, die angehängten Ansprüche und die beigefügte Zeichnung wird die Erfindung, zusammen mit deren weiteren Aspekten, Merkmalen und Vorteilen, näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Ansicht im Längsquerschnitt eines Magnetspulenventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2A eine Ansicht im Längsquerschnitt eines Jochs des in 1 gezeigten Magnetspulenventils;
2B eine Draufsicht auf das Joch von 2A;
3 eine teilweise vergrößerte Querschnittansicht eines Bereichs des in 1 gezeigten Magnetspulenventils;
4 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Spalt und einer magnetischen Anziehungskraft des Magnetspulenventils der ersten Ausführungsform zeigt;
5 eine teilweise vergrößerte Querschnittansicht eines Bereichs eines Magnetspulenventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine Ansicht im Längsquerschnitt eines Magnetspulenventils gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
7 eine Querschnittansicht eines bekannten Magnetspulenventils.
Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher erläutert. In den nachstehend aufgeführten Ausführungsformen werden für die Benennung identischer Komponenten identische Bezugszeichen verwendet.
(Erste Ausführungsform)
Es folgt zunächst eine Beschreibung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine Ansicht im Längsquerschnitt eines Magnetspulenventils gemäß der ersten Ausführungsform. 2A ist eine Ansicht im Längsquerschnitt eines Jochs des in 1 gezeigten Magnetspulenventils. 2B ist eine Draufsicht auf das in 2A gezeigte Joch. 3 ist eine vergrößerte teilweise im Querschnitt erstellte Ansicht, die ein Hauptmerkmal des in 1 gezeigten Magnetspulenventils zeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet das Magnetspulenventil gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Ventileinheit 1 und eine Spuleneinheit 3, die durch eine Platte 5 zusammengefügt sind. Die Ventileinheit 1 beinhaltet ein Ventilelement 11, das axial verschiebbar ist, so dass eine Fluidleitung geöffnet und geschlossen werden kann. Die Spuleneinheit 3 beinhaltet eine zylindrische rohrförmige Spule 31. Wird die Spule 31 erregt, zieht die Spuleneinheit 3 das Ventilelement 11 in einer Ventilöffnungsrichtung (einer Aufwärtsrichtung in 1) magnetisch an.
Zunächst wird nun aber die Ventileinheit 1 beschrieben. Die Ventileinheit 1 beinhaltet einen rohrförmigen Ventilkörper 12, der aus einem magnetischen Material besteht. Ein zylindrischer Raum 121 ist im Inneren des Ventilkörpers 12 ausgebildet. In dem Raum 121 sind das Ventilelement 11 und ein Anker 13 aufgenommen. Zudem ist in den Raum 121 eine zylindrische rohrförmige Führung 14 eingefügt, auf der das Ventilelement 11 gleitend lagern kann. Der Anker 13 besteht aus einem magnetischen Material, und das Ventilelement 11 und der Anker 13 werden durch Presspassen oder Schweißen zusammengefügt, so dass sie sich integral bewegen können.
An einem Endteil (unteren Endteil in 1) des Raums 121 des Ventilkörpers 12 ist ein Ventilsitz 15 durch Gesenkschmieden oder Presspassen angebracht. Der Raum 121 kommuniziert mit einer Außenseite durch ein Durchgangsloch 151, das in dem Ventilsitz 15 ausgebildet ist. Außerdem kommuniziert der Raum 121 mit der Außenseite über Durchgangslöcher 141, die in der Führung 14 ausgebildet sind, und Durchgangslöcher 122, die in dem Ventilkörper 12 ausgebildet sind. Diese Durchgangslöcher 122, 141, 151 bilden eine Fluidleitung.
Ein Außengewinde 123, eine ringförmige Aussparung 124 und ein hexagonaler Bereich 125 sind in einer äußeren Umfangsoberfläche des Ventilkörpers 12 ausgebildet. Die ringförmige Aussparung 124 ist zwischen den Durchgangslöchern 122 und dem Außengewinde 123 axial angeordnet. Der hexagonale Bereich 125 ist auf einer axialen Seite des Außengewindes 123 angeordnet, die dem Ventilsitz 15 gegenüberliegt. In der ringförmigen Aussparung 124 ist ein Dichtungselement 16, wie z. B. ein O-Ring, aufgenommen.
Ein Statorkern 17, der aus magnetischem Material gefertigt ist, ist auf einer axialen Seite des Ventilkörpers 12 angeordnet, der dem Ventilsitz 15 gegenüberliegt, und zwar derart, dass der Statorkern 17 dem Anker 13 axial gegenüberliegt. Der Ventilkörper 12 und der Statorkern 17 sind durch ein Verbindungselement 18 zusammen integriert ausgebildet, das aus einem nichtmagnetischen Metall gefertigt ist und zu einem ringförmigen Körper 18 (Ringkörper) konfiguriert ist. Insbesondere werden der Ventilkörper 12 und das Verbindungselement 18 beispielsweise durch Schweißen oder Löten fluiddicht zusammengefügt. Zudem werden der Statorkern 17 und das Verbindungselement 18 durch beispielsweise Schweißen oder Löten fluiddicht zusammengefügt. Wird das Verbindungselement 18 zwischen dem Ventilkörper 12 und dem Statorkern 17 in der vorstehend beschriebenen Weise angeordnet, wird ein magnetischer Fluss zwischen dem Ventilkörper 12 und dem Statorkern 17 blockiert, so dass der Anker 13 vom Statorkern 17 nach Erregung der Spule 31 zuverlässig magnetisch angezogen werden kann.
Der Statorkern 17 ist zu einem becherförmigen Körper konfiguriert, der eine Aussparung 171 aufweist, die sich axial zum Raum 121 öffnet. Das Ventilelement 11 und der Anker 13 werden durch eine Feder 19, die in der Aussparung 171 aufgenommen ist, auf die Seite des Ventilsitzes 15, d. h. in einer Ventilschließrichtung (einer Abwärtsrichtung in 1) gedrängt. Ein Außengewinde 172 ist in einer äußeren Umfangsoberfläche eines Endteils des Statorkerns 17 ausgebildet, das dem Ventilkörper 12 gegenüberliegt.
Das Ventilelement 11, der Anker 13, die Führung 14 und die Feder 19 sind im Raum 121 aufgenommen. Anschließend wird der Ventilsitz 15 in den Ventilkörper 12 pressgepasst. Alternativ kann der Ventilsitz 15 in den Ventilkörper 12 eingefügt und ein Endteil des Ventilkörpers 12 gesenkgeschmiedet werden, d. h. radial nach innen gebogen werden. Auf diese Weise werden das Ventilelement 11, der Anker 13, die Führung 14 und die Feder 19 in dem Ventilkörper 12 gehalten. Insbesondere werden dabei das Ventilelement 11, der Anker 13, die Führung 14 und die Feder 19 durch den Statorkern 17 und den Ventilsitz 15 gesichert.
Anschließend folgt eine Beschreibung der Spuleneinheit 3. Die Spuleneinheit 3 beinhaltet eine Spule 31, einen Verbinder 32 und ein Joch 33. Die Spule 31 wird um eine Trommel 34 gewickelt, die einen zylindrischen rohrförmigen Körper aufweist. Zudem ist die Spule 31 radial außerhalb des Statorkerns 17 angeordnet. Die Anschlüsse 35 sind mit den Enden eines Drahts der Spule 31 verbunden.
Das Joch 33 besteht aus einem magnetischen Metall und ist zu einem zylindrischen rohrförmigen Körper konfiguriert. Das Joch 33 ist radial außerhalb der Spule 31 angeordnet. Eine Endoberfläche von einem Endteil (unteren Endteil in 1) des Jochs 33 berührt axial eine Endoberfläche (obere Endoberfläche in 1) des hexagonalen Bereiches 125 des Ventilkörpers 12, und eine innere Umfangsoberfläche des einen Endteils (unteres Endteil in 1) des Jochs 33 liegt einer äußeren Umfangsoberfläche eines Endteils (oberen Endteils in 1) des Ventilkörpers 12 radial gegenüber. Zudem berührt eine Endoberfläche des anderen Endteils (oberen Endteils in 1) des Jochs 33 axial die Platte 5. Ferner ist eine Durchgangsöffnung (ein Schlitz) 331 durch eine Umfangswand des Jochs 33 hindurch so ausgebildet, dass sie radial zwischen einer Innenseite und einer Außenseite des Jochs 33 (siehe 2) kommuniziert.
Der aus Harz bestehende Verbinder 32 wird einem Einsatzformvorgang unterzogen, so dass der Verbinder 32 mit der Spule 31, dem Joch 33, der Trommel 34 und den Anschlüssen 35 integriert ausgebildet ist. Ferner erstreckt sich der Verbinder 32 radial in Richtung der radial äußeren Seite der Spule 31 und erstreckt sich ferner durch die Durchgangsöffnung 331 radial nach außen zu einer Position, die radial außerhalb des Jochs 33 positioniert ist. Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, erstreckt sich der Verbinder 32 durch die Durchgangsöffnung 331, so dass die relative Drehung zwischen dem Verbinder 32 und dem Joch 33 begrenzt wird.
Die Platte 5 besteht aus einem magnetischen Metall und ist zu einem ringförmigen Körper (kreisförmigen Scheibenkörper) konfiguriert. Die Platte 5 bildet einen magnetischen Kreis zwischen dem Statorkern 17 und dem Joch 33. Ein Innengewinde 51 ist in einem inneren Umfangsteil (einer inneren Umfangswandoberfläche) der Platte 5 ausgebildet. Das Innengewinde der Platte 5 wird mit dem Außengewinde 172 des Statorkerns 17 in einen festen Gewindeeingriff gebracht, so dass die Platte 5 und der Statorkern 17 zusammengefügt werden. Dementsprechend werden auch die Ventileinheit 1 und die Spuleneinheit 3 zusammengefügt, während das Joch 33 axial zwischen die Platte 5 und den Ventilkörper 12 eingespannt wird.
An dieser Stelle ist anzumerken, dass zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der Ventileinheit 1 und der inneren Umfangsoberfläche der Spuleneinheit 3 ein Spalt ausgebildet ist, so dass eine relative Drehung zwischen der Ventileinheit 1 und der Spuleneinheit 3 möglich ist, bevor die Platte 5 und der Statorkern 17 zusammengefügt werden.
Als nächstes wird ein Montageverfahren zum Montieren des Magnetspulenventils an eine nicht dargestellte Fluidvorrichtung (z. B. einen Druckspeicher wie eine Common Rail eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors) beschrieben.
Zuallererst werden die Ventileinheit 1 und die Spuleneinheit 3 provisorisch zusammengebaut, und dann wird das Außengewinde 123 des Ventilkörpers 12 mit einem Innengewinde der Fluidvorrichtung in Gewindeeingriff gebracht. Auf diese Weise wird das Magnetspulenventil mit der Fluidvorrichtung zusammengefügt. Anschließend wird die Platte 5 gelockert, und die Spuleneinheit 3 wird so gedreht, dass die Richtung (Ausrichtung) des Verbinders 32 relativ zu der Fluidvorrichtung angepasst wird. Danach wird die Platte 5 nochmals fest angezogen. Auf diese Weise wird der Montagevorgang des Magnetspulenventils an die Fluidvorrichtung abgeschlossen.
In dem vorstehend beschriebenen Fall werden die Ventileinheit 1 und die Spuleneinheit 3 provisorisch zusammengebaut und dann an die Fluidvorrichtung montiert. Alternativ müssen die Ventileinheit 1 und die Spuleneinheit 3 nicht unbedingt provisorisch zusammengebaut werden. Das heißt, dass die Ventileinheit 1 alleine an die Fluidvorrichtung montiert werden kann, und dann die Spuleneinheit 3 mit der Ventileinheit 1 zusammengebaut werden kann.
Wenn die Spule 31 nicht erregt wird, werden an dem Magnetspulenventil mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion das Ventilelement 11 und der Anker 13 durch die Feder 19 zum Ventilsitz 15 gedrängt, so dass das Ventilelement 11 den Ventilsitz 15 berührt und dadurch das Durchgangsloch 151 des Ventilsitzes 15 geschlossen wird. Somit wird auch die Fluidleitung geschlossen.
Wenn demgegenüber die Spule 31 erregt wird, wird um die Spule 31 herum ein magnetischer Fluss erzeugt. Daher entsteht zwischen dem Statorkern 17 und dem Anker 13 eine Magnetanziehungskraft, so dass das Ventilelement 11 und der Anker 13 in Richtung des Statorkerns 17 entgegen der Federkraft der Feder 19 verschoben wird. Auf diese Weise wird das Ventilelement 11 angehoben, d. h. von dem Ventilsitz 15 beabstandet, und dadurch das Durchgangsloch 151 des Ventilsitzes 15 geöffnet. Somit wird auch die Fluidleitung geöffnet.
Wie in 3 gezeigt ist, entsteht zwischen der inneren Umfangsoberfläche des einen Endteils des Jochs 33 und der äußeren Umfangsoberfläche des Endteils des Ventilkörpers 12 ein Spalt ε, so dass die relative Drehung zwischen der Ventileinheit 1 und der Spuleneinheit 3 ermöglicht wird. Durch den Spalt ε wird die magnetische Beschaffenheit gemindert. Jedoch fließt abgesehen davon in einem Bereich des Ventilkörpers 12 um den Spalt ε herum ein magnetischer Fluss, der durch eine gestrichelte Linie A angezeigt ist, so dass eine Minderung der magnetischen Beschaffenheit eingeschränkt und dadurch eine Verringerung der magnetischen Anziehungskraft begrenzt wird.
4 zeigt ein Ergebnis einer Analyse einer Beziehung zwischen der Größe des Spalts ε und der magnetischen Anziehungskraft in dem Magnetspulenventil gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung des AT 500. Es existiert bereites eine Beziehung von ε = (D1 – D2)/2, wenn D1 einen Innendurchmesser des Jochs 33 bezeichnet, der an der inneren Umfangsoberfläche von dem einen Endteil des Jochs 33 gemessen wird, und D2 einen Außendurchmesser des Endteils des Ventilkörpers 12 bezeichnet, der an der äußeren Umfangsoberfläche des Endteils des Ventilkörpers 12 gemessen wird, das der inneren Umfangsoberfläche von dem einen Endteil des Jochs 33 radial gegenüberliegt.
Wenn der Spalt ε kleiner oder gleich 0,2 mm ist, wie 4 zu entnehmen ist, fällt die Minderung der magnetischen Beschaffenheit, die durch das Vorhandensein des Spalts ε verursacht wird, sehr gering aus.
Wenn zudem eine Beziehung von L/ε ≥ 16 erfüllt wird, wenn L eine Länge der einander gegenüberliegenden Oberflächen des Spalts (d. h. eine axiale Länge des Spalts ε ist, die in der axialen Richtung des Magnetspulenventils gemessen wird) bezeichnet, fällt die durch den Spalt ε hervorgerufene Minderung der magnetischen Beschaffenheit sehr gering aus.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Minderung magnetischen Anziehungskraft gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschränkt, während eine Anpassung der Richtung des Verbinders 32 möglich ist.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Platte 5 und der Statorkern 17 durch den Gewindeeingriff zwischen der Platte 5 und dem Statorkern 17 zusammengefügt. Das Verfahren, gemäß dem die Platte 5 und der Statorkern 17 zusammengefügt werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Platte 5 und der Statorkern 17 können z. B. auch durch Presspassen, Gesenkschmieden (Verformen) oder Schweißen zusammengefügt werden. In einem solchen Fall gelangt die Ventileinheit 1 zunächst mit der Fluidvorrichtung in Gewindeeingriff, und dann wird die Richtung des Verbinders 32 relativ zu der Fluidvorrichtung angepasst. Danach werden die Platte 5 und der Statorkern 17 zusammengefügt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Verbinder 32 durch den Einsatzformvorgang ferner mit der Spule 31, dem Joch 33, der Trommel 34 und den Anschlüssen 35 integriert ausgebildet. Alternativ kann der Verbinder 32 durch den Einsatzformvorgang mit der Spule 31, der Trommel 34 und den Anschlüssen 35 integriert ausgebildet werden, und diese integriert ausgebildeten Bauteile können danach am Joch 33 befestigt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Es wird nun eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 ist eine Querschnittansicht, die ein Hauptmerkmal eines Magnetspulenventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der nachstehenden Beschreibung wird die zweite Ausführungsform lediglich in Bezug auf einen sich unterscheidenden Teil beschrieben, der von der ersten Ausführungsform verschieden ist.
Wie in 5 gezeigt ist, ist ein Flansch 332, der der Platte 5 der ersten Ausführungsform entspricht, einstückig mit dem Joch 33 ausgebildet. Der Statorkern 17 ist an den Flansch 332 pressgepasst, so dass das Joch 33 und der Statorkern 17 zusammengefügt sind. Auf diese Weise werden die Ventileinheit 1 und die Spuleneinheit 3 zusammengefügt. Der Verbinder 32 wird durch den Einsatzformvorgang mit der Spule 31, dem Joch 33, der Trommel 34 und den Anschlüssen 35 integriert ausgebildet.
Zu dem Zeitpunkt, wenn das Magnetspulenventil an die Fluidvorrichtung montiert wird, steht die Ventileinheit 1 mit der Fluidvorrichtung lediglich in Gewindeeingriff. Dann wird in einem Zustand, wo die vorbestimmte Richtung des Verbinders 32 relativ zu der Fluidvorrichtung beibehalten wird, der Statorkern 17 an den Flansch 332 pressgepasst, so dass die Ventileinheit 1 und die Spuleneinheit zusammengefügt sind. Der Montagevorgang des Magnetspulenventils ist somit abgeschlossen.
Auch in dieser Ausführungsform wird die Verringerung der magnetischen Anziehungskraft gemindert, während die Anpassung der Richtung des Verbinders 32 möglich gemacht wird.
In der vorliegenden Ausführungsform werden das Joch 33 und der Statorkern 17 durch den Presspassvorgang zusammengefügt. Der Vorgang, in dem das Joch 33 und der Statorkern 17 zusammengefügt werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Joch 33 und der Statorkern 17 können z. B. auch durch Gesenkschmieden (Verformen) oder Schweißen zusammengefügt werden.
(Dritte Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6 ist eine Ansicht im Längsquerschnitt, die ein Magnetspulenventil gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der nachstehenden Beschreibung wird die dritte Ausführungsform lediglich mit Bezug auf ein sich unterscheidendes Teil beschrieben, das von der ersten Ausführungsform verschieden ist.
Wie in 6 gezeigt ist, wird der Ventilkörper 12 dadurch ausgebildet, dass ein erstes Ventilkörperelement 12a und ein zweites Ventilkörperelement 12b zusammengefügt werden. In anderen Worten besteht der Ventilkörper 12 aus dem zusammengefügten ersten und zweiten Ventilkörperelement 12a, 12. Das erste Ventilkörperelement 12a befindet sich im Vergleich zum zweiten Ventilkörperelement 12b näher (am nächsten) zum Statorkern 17. Das heißt, dass das erste Ventilkörperelement 12a auf einer axialen Seite des zweiten Ventilkörperelements 12b angeordnet ist, wo der Statorkern 17 positioniert ist.
Das erste Ventilkörperelement 12a besteht aus einem magnetischen Material, das einen hohen Magnetismus aufweist und zu einem ringförmigen Körper (Ringkörper) konfiguriert ist. Das erste Ventilkörperelement 12a ist mit dem Verbindungselement 18 an einer Position zusammengefügt, die benachbart zum Statorkern 17 ist, so dass das erste Ventilkörperelement 12a der inneren Umfangsoberfläche des einen Endteils des Jochs 33 radial gegenüberliegt.
Das zweite Ventilkörperelement 12b besteht aus einem magnetischen Material, das im Vergleich zu dem ersten Ventilkörperelement 12a einen geringeren Magnetismus und eine höhere mechanische Festigkeit aufweist. Das zweite Ventilkörperelement 12b berührt die Endoberfläche des einen Endteils des Jochs 33 axial.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist das erste Ventilkörperelement 12a, das den Spalt ε in Zusammenwirkung mit dem Joch 33 definiert, einen hohen Magnetismus auf, so dass die Minderung der magnetischen Beschaffenheit, die durch den Spalt ε bewirkt wird, sehr gering ist. Somit kann die Verringerung der magnetischen Anziehungskraft weiter eingeschränkt werden.
Ferner können die Komponenten der vorstehenden Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung geeignet miteinander kombiniert werden.
Für Fachleute sind weitere Vorteile und Modifizierungen ohne Weiteres verständlich. Die Erfindung ist im weiterführenden Sinne daher nicht auf die einzelnen Details, die sie wiedergebende Vorrichtung und die gezeigten und erläuterten Anschauungsbeispiele begrenzt.

Claims

Magnetspulenventil, aufweisend: eine Ventileinheit (1), die beinhaltet: einen Ventilkörper (12), der aus einem magnetischen Material besteht und zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert ist; einen Anker (13), der aus einem magnetischen Material besteht und in dem Ventilkörper (12) aufgenommen ist; und einen Statorkern (17), der aus einem magnetischen Material besteht und mit dem Ventilkörper (12) integriert ausgebildet ist, wobei ein Endteil des Statorkerns (17) dem Anker (13) axial gegenüberliegt; eine Spuleneinheit (3), die beinhaltet: eine Spule (31), die zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert ist und radial außerhalb des Statorkerns (17) angeordnet ist; ein Joch (33), das aus einem magnetischen Material besteht und zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert ist, wobei: das Joch (33) radial außerhalb der Spule (31) angeordnet ist; und ein Endteil des Jochs (33) eine Endoberfläche, die eine Endoberfläche des Ventilkörpers (12) axial berührt, und eine innere Umfangsoberfläche aufweist, die einer äußeren Umfangsoberfläche des Ventilkörpers (12) radial gegenüberliegt; und einen Verbinder (32), der mit der Spule (31) integriert ausgebildet ist und sich radial außerhalb von der Spule (31) zu einer Position erstreckt, die sich radial außerhalb des Jochs (33) befindet; und eine Platte (5), die die Ventileinheit (1) und die Spuleneinheit (3) zusammenfügt, wobei: die Platte (5) an dem anderen Endteil des Statorkerns (17), das dem einen Endteil des Statorkerns (17) gegenüberliegt, und an dem anderen Endteil des Jochs (33), das dem einen Endteil des Jochs (33) gegenüberliegt, angeordnet ist; die Platte (5) einen magnetischen Kreis zwischen dem Statorkern (17) und dem Joch (33) bildet und mit dem anderen Endteil des Statorkerns (17) in einem Zustand zusammengefügt wird, in dem die Platte (5) und der Ventilkörper (12) das Joch (33) dazwischen einspannen; und die Ventileinheit (1) und die Spuleneinheit (3) so konfiguriert sind, dass zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der Ventileinheit (1) und der inneren Umfangsoberfläche der Spuleneinheit (3) ein Spalt ausgebildet ist.
Magnetspulenventil, aufweisend: eine Ventileinheit (1), die beinhaltet: einen Ventilkörper (12), der aus einem magnetischen Material besteht und zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert ist; einen Anker (13), der aus einem magnetischen Material besteht und in dem Ventilkörper (12) aufgenommen ist; und einen Statorkern (17), der aus einem magnetischen Material besteht und mit dem Ventilkörper (12) integriert ausgebildet ist, wobei ein Endteil des Statorkerns (17) dem Anker (13) axial gegenüberliegt; und eine Spuleneinheit (3), die beinhaltet: eine Spule (31), die zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert ist und radial außerhalb des Statorkerns (17) angeordnet ist; ein Joch (33), das aus einem magnetischen Material besteht und zu einem rohrförmigen Körper konfiguriert ist, wobei: das Joch (33) radial außerhalb der Spule (31) angeordnet ist; und ein Endteil des Jochs (33) eine Endoberfläche, die eine Endoberfläche des Ventilkörpers (12) axial berührt, und eine innere Umfangsoberfläche aufweist, die einer äußeren Umfangsoberfläche des Ventilkörpers (12) radial gegenüberliegt; und das andere Endteil das Jochs (33), das dem einen Endteil des Jochs (33) gegenüberliegt, mit dem anderen Endteil des Statorkerns (17) zusammengefügt ist, das dem einen Endteil des Statorkerns (17) gegenüberliegt; und einen Verbinder (32), der mit der Spule (31) integriert ausgebildet ist und sich radial außerhalb von der Spule (31) zu einer Position erstreckt, die sich radial außerhalb des Jochs (33) befindet, wobei die Ventileinheit (1) und die Spuleneinheit (3) so konfiguriert sind, dass zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der Ventileinheit (1) und der inneren Umfangsoberfläche der Spuleneinheit (3) ein Spalt ausgebildet ist.
Magnetspulenventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Spalt zwischen der inneren Umfangsoberfläche des einen Endteils des Jochs (33) und der äußeren Umfangsoberfläche des Ventilkörpers (12) kleiner oder gleich 0,2 mm ist.
Magnetspulenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der Ventilkörper (12) eine Mehrzahl von Elementen (12, 12b) beinhaltet, die zusammengefügt sind und jeweils unterschiedliche Magnetismusstärken aufweisen; und eines von der Mehrzahl der Elemente (12a, 12b), das sich unter der Mehrzahl der Elemente (12a, 12b) am nächsten zum Statorkern (17) befindet und der inneren Umfangsoberfläche des einen Endteils des Jochs (33) radial gegenüberliegt, aus einem Material besteht, das eine Magnetismusstärke aufweist, die größer ist als die eines anderen Elements von der Mehrzahl der Elemente (12a, 12b), das auf einer gegenüberliegenden axialen Seite von dem einen von der Mehrzahl der Elemente (12a, 12b) angeordnet ist, das dem Statorkern (17) gegenüberliegt.
Magnetspulenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: eine Durchgangsöffnung (331) sich durch eine Wand des Jochs (33) erstreckt, so dass sie eine Verbindung zwischen einer Innenseite und einer Außenseite des Jochs bildet; und der Verbinder (32) sich von der Innenseite des Jochs (33) zur Außenseite des Jochs (33) durch die Durchgangsöffnung (331) erstreckt.
Magnetspulenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Ventilkörper (12) und der Statorkern (17) durch ein Verbindungselement (18) miteinander integriert ausgebildet sind, das aus einem nichtmagnetischen Material besteht.