DE102012018566A1

DE102012018566A1 - Valve device for use as e.g. proportional valve, has valve housing provided with permanent magnet arrangement, and multiple flux conductive pieces arranged on axis of electrical operable coil arrangement

Info

Publication number: DE102012018566A1
Application number: DE201210018566
Authority: DE
Inventors: Jürgen Gerhartz; Andreas Gaßmann
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-03-20

Abstract

The device (1) has an inlet terminal (5) and an outlet port (7) arranged in a valve space of a valve housing (2). An idle fluid passage area is formed between the inlet terminal and the outlet terminal. The valve housing is provided with a permanent magnet arrangement. Multiple flux conductive pieces are arranged on an axis of an electrical operable coil arrangement and the magnet arrangement in quiescent state. Toroidal coils move along direction of the coil arrangement and flux conductive pieces.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit einem Ventilgehäuse, das einen Ventilraum bestimmt und an dem ein Einlassanschluss und ein Auslassanschluss für einen Zufluss und einen Abfluss eines Fluids durch den Ventilraum angeordnet sind, sowie mit einem Anker, der längs einer Bewegungsachse schiebebeweglich zwischen zwei Funktionsstellungen im Ventilraum aufgenommen ist und der für eine Beeinflussung eines freien Strömungsquerschnitts für das Fluid zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss ausgebildet ist, sowie mit einer dem Ventilgehäuse zugeordneten Antriebseinrichtung für den Anker, die eine Permanentmagnetanordnung, mehrere Flussleitstücke und eine elektrisch betreibbare Spulenanordnung als magnetisch wirksame Komponenten umfasst und die zur Einleitung einer längs der Bewegungsachse wirkenden Stellkraft auf den Anker ausgebildet ist, wobei der Anker als Kombination der Permanentmagnetanordnung mit wenigstens einem Flussleitstück ausgebildet ist und wobei die Spulenanordnung zwei koaxial längs der Bewegungsachse angeordnete Ringspulen aufweist, die den Anker umfassen.The invention relates to a valve device having a valve housing, which determines a valve chamber and to which an inlet port and an outlet port for inflow and outflow of a fluid are arranged through the valve chamber, and with an armature which moves along a movement axis between two functional positions in the valve chamber and is formed for influencing a free flow cross-section for the fluid between the input terminal and the output terminal, and associated with the valve housing drive means for the armature, which comprises a permanent magnet arrangement, a plurality of flux guides and an electrically operable coil assembly as magnetically active components and which is designed to initiate a force acting along the axis of movement actuating force on the armature, wherein the armature is formed as a combination of the permanent magnet arrangement with at least one flux guide and wherein the coil assembly comprises two coaxially arranged along the axis of motion annular coils which comprise the armature.

Die DE 40 12 832 A1 offenbart ein Magnetventil mit wenigstens einer Magnetspule, in der ein mit einem Ventilelement versehener Magnetanker axial verschiebbar geführt ist. Die wenigstens eine Magnetspule und der Magnetanker arbeiten als magnetkernloses Tauchanker-Magnetsystem, wobei der Magnetanker wenigstens teilweise als Permanentmagnet ausgebildet ist. Hierdurch können bei einfachem Aufbau große Stellkräfte und große Stellhübe erzielt werden, wobei die im Wesentlichen stromproportionale Kraft nahezu über dem Hubbereich konstant bleibt.The DE 40 12 832 A1 discloses a solenoid valve with at least one solenoid, in which a valve element provided with a magnet armature is guided axially displaceable. The at least one magnetic coil and the magnet armature operate as a magnetless solenoid armature magnet system, wherein the magnet armature is at least partially designed as a permanent magnet. As a result, large actuating forces and large actuating strokes can be achieved with a simple design, wherein the substantially current-proportional force remains constant almost over the stroke range.

Aus der DE 199 00 788 A1 ist eine Antriebsvorrichtung mit einem in einem Aufnahmeraum in Hubrichtung hin- und herbewegbar gelagerten Antriebsteil bekannt. Das Antriebsteil verfügt über eine magnetisierbare Partie. Desweiteren sind eine erste Permanentmagnetanordnung und eine zweite Permanentmagnetanordnung vorgesehen, die den Aufnahmeraum einschließen. Außerdem verfügt die Antriebseinrichtung über eine zum Hervorrufen des Hubes des Antriebsteils dienende, bestrombare Spulenanordnung. Die Magnetisierungsrichtung der Permanentmagnetanordnungen verläuft quer zur Hubrichtung und die von ihnen ausgehenden Permanentmagnetfelder wirken unmittelbar auf die magnetisierbare Partie des Antriebsteils ein.From the DE 199 00 788 A1 is a drive device with a reciprocating in a receiving space reciprocably mounted drive member known. The drive part has a magnetizable part. Furthermore, a first permanent magnet arrangement and a second permanent magnet arrangement are provided which enclose the receiving space. In addition, the drive device has a for energizing the stroke of the drive part serving, bestrombare coil assembly. The magnetization direction of the permanent magnet arrangements runs transversely to the stroke direction and the permanent magnet fields emanating from them act directly on the magnetizable part of the drive part.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventileinrichtung mit kompakter Bauweise und weitem Einsatzbereich bereitzustellen.The object of the invention is to provide a valve device with a compact design and wide range of applications.

Diese Aufgabe wird für eine Ventileinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass jeder Ringspule beidseitig längs der Bewegungsachse angeordnete Flussleitstücke zugeordnet sind. Hierdurch werden längs der Bewegungsachse zwei magnetische Kreise ausgebildet, die jeweils von einer Kombination aus Ringspule, beidseitig der Ringspule angeordneten Flussleitstücken und dem ebenfalls als Flussleitstück dienenden Anker bestimmt werden. Bei geeigneter Beaufschlagung der beiden Ringspulen mit elektrischer Spannung wird somit eine Einwirkung von beiden magnetischen Kreisen auf die am Anker angebrachte Permanentmagnetanordnung hervorgerufen, wodurch der Anker mit einer hohen Stellkraft längs der Bewegungsachse zwischen den beiden Funktionsstellungen verschoben werden kann.This object is achieved for a valve device of the type mentioned with the features of claim 1. It is provided that each annular coil are assigned on both sides along the movement axis arranged flux guides. As a result, two magnetic circuits are formed along the axis of motion, which are each determined by a combination of toroidal coil, arranged on both sides of the toroidal flux guide and also serving as a flux guide anchor. With appropriate loading of the two toroidal coils with electrical voltage thus an effect of both magnetic circuits on the armature mounted on the permanent magnet assembly is caused, whereby the armature can be moved with a high actuating force along the axis of movement between the two functional positions.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Zweckmäßig ist es, wenn ein zwischen den Ringspulen angeordnetes Flussleitstück beiden Ringspulen zugeordnet ist. Hierdurch wird dieses Flussleitstück von beiden magnetischen Kreisen der beiden Ringspulen gemeinsam benutzt, wodurch eine kompakte Bauweise für die Ventileinrichtung erzielt werden kann. Ferner kann bei geeigneter Auswahl der magnetischen Flußrichtungen der beiden magnetischen Kreise eine Addition der magnetischen Flußdichten im Bereich dieses Flussleitstücks erreicht werden, wodurch eine vorteilhafte Krafteinleitung auf den Anker erzielt werden kann.It is expedient if an arranged between the toroidal flux guide is associated with two toroidal coils. As a result, this flux guide is shared by both magnetic circuits of the two toroidal coils, whereby a compact design for the valve device can be achieved. Further, with a suitable selection of the magnetic flux directions of the two magnetic circuits, an addition of the magnetic flux densities in the region of this flux guide can be achieved, whereby an advantageous force on the armature can be achieved.

Vorzugsweise umgibt das zwischen den Ringspulen angeordnete Flussleitstück in axialer Richtung betrachtet die Permanentmagnetanordnung des Ankers zumindest in einer Bewegungsposition längs der Bewegungsachse. Hierdurch wird eine vorteilhafte Einkopplung des magnetischen Flusses in die Permanentmagnetanordnung erreicht, wodurch eine wirkungsvolle Kraftübertragung von den Ringspulen auf die Permanentmagnetanordnung sichergestellt wird.Preferably, viewed in the axial direction, the flux guide arranged between the annular coils surrounds the permanent magnet arrangement of the armature at least in a movement position along the axis of movement. As a result, an advantageous coupling of the magnetic flux is achieved in the permanent magnet assembly, whereby an effective power transmission is ensured by the toroidal coils on the permanent magnet assembly.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Bewegungshub für den Anker zwischen zwei voneinander beabstandeten Bewegungsendlagen derart gewählt ist, das das zwischen den Ringspulen angeordnete Flussleitstück in axialer Richtung betrachtet die Permanentmagnetanordnung des Ankers in wenigstens einer, vorzugsweise in beiden, Bewegungsendlagen umgibt. Dadurch ist zumindest über einen gewissen Bereich des Bewegungshubs, insbesondere über den vollständigen Bewegungshub, sichergestellt, dass eine vorteilhafte magnetische Kopplung zwischen dem zwischen den Ringspulen angeordneten Flussleitstück und der am Anker vorgesehenen Permanentmagnetanordnung vorliegt, so dass hierdurch die gewünschte hohe Stellkraft bei kompakter mechanischer Gestaltung der Ventileinrichtung gewährleistet werden kann.In an advantageous development of the invention, it is provided that a movement stroke for the armature between two mutually spaced Bewegungsendlagen is selected such that the arranged between the toroidal flux guide viewed in the axial direction, the permanent magnet assembly of the armature in at least one, preferably in both ends movement end. As a result, at least over a certain range of the movement stroke, in particular over the complete movement stroke, it is ensured that an advantageous magnetic coupling is provided between the flux guide piece arranged between the ring coils and that provided at the armature Permanent magnet arrangement is present, so that in this way the desired high actuating force can be ensured with a compact mechanical design of the valve device.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die den Ringspulen zugeordneten Flussleitstücke an einem gemeinsamen, insbesondere einstückig ausgebildeten, Trägerelement aufgenommen sind. Hierdurch wird eine zuverlässige und exakte Positionierung der Flussleitstücke zueinander sichergestellt.In a further embodiment of the invention, it is provided that the flux guide pieces associated with the toroidal coils are accommodated on a common, in particular one-piece, carrier element. As a result, a reliable and accurate positioning of the flux guide to each other is ensured.

Vorzugsweise ist das Trägerelement als Kunststoffspritzgussteil und/oder als Wickelkern für die Ringspulen ausgebildet. Bei einer Gestaltung des Trägerelements als Kunststoffspritzgussteil kann vorgesehen werden, dass die Flussleitstücke, bei denen es sich insbesondere um ringförmige Elemente aus ferromagnetischem Material handelt, in einer Spritzgussform mit Kunststoff umspritzt werden. Hierdurch wird eine präzise mechanische Ausrichtung der Flussleitstücke zueinander erreicht. Sofern das Trägerelement zusätzlich auch als Wickelkern für die Ringspulen genutzt wird, ist zudem gewährleistet, dass die Ringspulen exakt gegenüber den Flussleitstücken angeordnet sind, wodurch eine vorteilhafte Funktionsweise der Ventileinrichtung begünstigt wird.Preferably, the carrier element is designed as a plastic injection molded part and / or as a winding core for the toroidal coils. In a design of the carrier element as a plastic injection-molded part can be provided that the flux guides, which are in particular annular elements made of ferromagnetic material, are encapsulated in an injection mold with plastic. As a result, a precise mechanical alignment of the flux guides is achieved to each other. If the carrier element is additionally used as a winding core for the toroidal coils, it is also ensured that the toroidal coils are arranged exactly opposite the flux conducting pieces, whereby an advantageous functioning of the valve device is favored.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trägerelement mit den daran aufgenommenen Flussleitstücken und Ringspulen in einer magnetisch leitfähigen, vorzugsweise metallischen, Hülse aufgenommen sind. Hierdurch wird eine vorteilhafte Konzentration der von den beiden magnetischen Kreisen bereitstellbaren Magnetfelder auf den Anker begünstigt.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the carrier element with the flux guide pieces and ring coils received thereon are accommodated in a magnetically conductive, preferably metallic, sleeve. As a result, an advantageous concentration of the magnetic fields which can be provided by the two magnetic circuits on the armature is favored.

Bevorzugt sind die Ringspulen elektrisch in Serie geschaltet und sind bezogen auf die Bewegungsachse gegenläufig gewickelt. Hiermit wird in einfacher Weise die Bereitstellung von zwei magnetischen Kreisen, die jeweils gegensinnige Flußrichtung aufweisen, ermöglicht. Dabei wird erreicht, dass die Flußrichtungen der beiden magnetischen Kreise im Bereich des mittleren, zwischen den beiden Ringspulen angeordneten Flussleitstücks in die gleiche Richtung quer zur Bewegungsachse weisen und somit die vorzugsweise in diesem Bereich angeordnete Permanentmagnetanordnung mit einem hohen Wirkungsgrad durchfluten.Preferably, the toroidal coils are electrically connected in series and are wound in opposite directions relative to the axis of motion. Hereby, the provision of two magnetic circuits, each having the opposite direction of flow, is made possible in a simple manner. It is thereby achieved that the directions of flow of the two magnetic circuits in the region of the middle, between the two toroidal flux guide arranged in the same direction transverse to the axis of movement and thus flow through the preferably arranged in this area permanent magnet arrangement with a high efficiency.

Zweckmäßig ist es, wenn die Permanentmagnetanordnung genau den einen dem Anker zugehörigen Permanentmagneten aufweist. Hierdurch wird eine einfache Aufbauweise des Ankers ermöglicht.It is expedient if the permanent magnet arrangement has exactly the one permanent magnet associated with the armature. As a result, a simple construction of the armature is made possible.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Magnetisierung der dem Anker zugehörigen Permanentmagnetanordnung in axialer Richtung längs der Bewegungsachse ausgerichtet. Durch die Verwendung eines axial magnetisierten Permanentmagneten lassen sich im Vergleich zu einem radial magnetisierten Permanentmagneten bei niedrigeren Kosten höhere magnetische Feldstärken erzielen, so dass hierdurch sowohl im Hinblick auf die Herstellungskosten für die Ventileinrichtung als auch im Hinblick auf eine kompakte Gestaltung der Ventileinrichtung Vorteile erzielt werden können.In an advantageous embodiment of the invention, a magnetization of the armature associated permanent magnet assembly is aligned in the axial direction along the axis of movement. By using an axially magnetized permanent magnet can be compared to a radially magnetized permanent magnet at lower cost achieve higher magnetic field strengths, so that advantages can be achieved both in terms of manufacturing costs for the valve device as well as in terms of a compact design of the valve device ,

Vorteilhaft ist es, wenn die Permanentmagnetanordnung am Anker und/oder die Flussleitstücke am Trägerelement ringförmig ausgebildet sind. Hierdurch kann die Permanentmagnetanordnung vom zugeordneten Flussleitstück umgriffen werden und dadurch besonders effektiv von den Magnetfeldern durchsetzt werden, die von den magnetisch wirksamen Komponenten der Antriebseinrichtung bereitgestellt werden.It is advantageous if the permanent magnet arrangement on the armature and / or the flux conducting pieces on the carrier element are ring-shaped. As a result, the permanent magnet arrangement can be encompassed by the associated flux guide and thereby particularly effectively penetrated by the magnetic fields which are provided by the magnetically active components of the drive device.

Bevorzugt ist der Anker als Kombination eines, insbesondere zylindrisch ausgebildeten, Ventilkörpers aus einem magnetisierbaren Werkstoff mit der Permanentmagnetanordnung ausgebildet. Somit dient der Anker in einer Doppelfunktion sowohl zur Beeinflussung eines freien Strömungsquerschnitts durch den Ventilraum und damit zur Steuerung des Fluidstroms zwischen Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss als auch als Läufer für die Antriebseinrichtung.Preferably, the armature is formed as a combination of a, in particular cylindrically shaped, valve body of a magnetizable material with the permanent magnet arrangement. Thus, the armature serves in a dual function both to influence a free flow cross section through the valve space and thus to control the fluid flow between the input terminal and the output terminal as well as a rotor for the drive device.

Vorteilhaft ist es, wenn dem Anker eine Federeinrichtung zugeordnet ist, die zur Einleitung einer längs der Bewegungsachse ausgerichteten Federkraftkomponente auf den Ventilkörper ausgebildet ist, um eine Vorzugsstellung für den Ventilkörper zu bestimmen. Die Federeinrichtung dient dazu, für den als Ventilkörper dienenden Anker, der aufgrund seiner geometrischen Ausbildung und in Wechselwirkung mit den auftretenden Magnetfeldern die Tendenz hat, wahlfrei eine von zwei Vorzugsstellungen einzunehmen, die bevorzugte der beiden Vorzugsstellungen vorzugeben. Dabei kann exemplarisch vorgesehen sein, dass der Ventilkörper in der von der Federeinrichtung vorgegebenen Vorzugsstellung den freien Strömungsquerschnitt für das Fluid zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss entweder blockiert (normal geschlossene Ventileinrichtung) oder freigibt (normal offene Ventileinrichtung). Vorzugsweise ist die Federeinrichtung als Wendelfeder ausgebildet und/oder zur Anlage an einem quer zur Bewegungsachse ausgerichteten Stirnflächenbereich des Ventilkörpers vorgesehen.It is advantageous if the armature is associated with a spring device which is designed to initiate a longitudinal axis of movement aligned spring force component on the valve body to determine a preferred position for the valve body. The spring device serves for the serving as a valve body anchor, which has due to its geometric design and in interaction with the magnetic fields occurring tends to occupy optionally one of two preferred positions to specify the preferred of the two preferred positions. In this case, it can be provided by way of example that the valve body either blocks the free flow cross section for the fluid between the input connection and the output connection in the preferred position predetermined by the spring device (normally closed valve device) or releases it (normally open valve device). Preferably, the spring device is designed as a helical spring and / or provided for abutment with an end face region of the valve body oriented transversely to the movement axis.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine, insbesondere einen Ventilsitz bildende, Mündungsöffnung eines mit dem Einlassanschluss oder dem Auslassanschluss fluidisch kommunizierend verbundenen Fluidkanals im Ventilraum gegenüberliegend zu einer quer zur Bewegungsachse ausgerichteten Stirnfläche des Ventilkörpers angeordnet. Hierdurch kann eine besonders kompakte mechanische Gestaltung der Ventileinheit erreicht werden.In an advantageous embodiment of the invention, a, in particular a valve seat forming, mouth opening of a fluidically communicating with the inlet port or the outlet port fluid channel in the valve chamber opposite to a transverse to Movement axis aligned end face of the valve body arranged. In this way, a particularly compact mechanical design of the valve unit can be achieved.

Zweckmäßig ist es, wenn an der Stirnfläche des Ankers ein gummielastisch ausgebildetes Dichtelement angeordnet ist und/oder wenn der Anker endseitig ausgehend von der Stirnfläche mit einem umlaufenden Rücksprung versehen ist. Das Dichtelement gewährleistet auch bei geometrischen Unzulänglichkeiten des Ventilgehäuses eine vorteilhafte Abdichtung für einen am Ventilgehäuse, insbesondere als Mündungsöffnung ausgebildeten, Ventilsitz. Der Rücksprung am Anker dient zur Vermeidung von magnetischen Kurzschlüssen in radialer Richtung zwischen dem Anker und den am Ventilgehäuse angeordneten Flussleitstücken. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist auch in einem zentralen Bereich zwischen den beiden Stirnseiten des Ankers, insbesondere im Bereich der Permanentmagnetanordnung, ein umlaufender Rücksprung vorgesehen, der für die Vermeidung eines reibungsbehafteten Kontaktes zum gegenüberliegend angeordneten Flussleitstück dient.It is expedient if a rubber-elastic sealing element is arranged on the end face of the armature and / or if the armature is provided on the end side starting from the end face with a circumferential recess. The sealing element ensures even with geometric inadequacies of the valve housing an advantageous seal for a valve housing, in particular designed as a mouth, valve seat. The return on the armature serves to avoid magnetic short circuits in the radial direction between the armature and the flux guide pieces arranged on the valve housing. In an advantageous embodiment of the invention, a circumferential recess is provided in a central region between the two end faces of the armature, in particular in the region of the permanent magnet arrangement, which serves to avoid frictional contact with the oppositely arranged flux guide.

Vorzugsweise sind ein Querschnitt des Ventilraums und ein Querschnitt des Ankers derart aufeinander angepasst, dass ein Fluidstrom längs des Ankers ermöglicht wird. Hierdurch wird ein Druckausgleich zwischen den beiden im Ventilraum durch den Anker voneinander getrennten Bewegungsräumen erreicht, so dass der Anker widerstandsarm längs der Bewegungsachse verschoben werden kann und die eingenommene Stellung mit geringer Haltekraft beibehält.Preferably, a cross section of the valve space and a cross section of the armature are adapted to one another in such a way that a fluid flow along the armature is made possible. As a result, a pressure equalization between the two in the valve chamber by the armature separate movement spaces is achieved, so that the armature can be moved along the axis of resistance with little resistance and maintains the assumed position with low holding force.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind dem Anker Sensormittel zugeordnet, die eine Ermittlung einer Position des Ankers längs der Bewegungsachse ermöglichen. Bei diesen Sensormitteln handelt es sich vorzugsweise um kontaktlos arbeitende Sensoren wie einen Hall-Sensor oder eine Tauchspulenanordnung oder um einen induktiven Sensor.In an advantageous embodiment of the invention sensor means are associated with the armature, which allow a determination of a position of the armature along the axis of movement. These sensor means are preferably contactless sensors such as a Hall sensor or a plunger coil arrangement or an inductive sensor.

Zweckmäßig ist es, wenn eine Federkennlinie der Federeinrichtung auf eine von den Ringspulen und der Permanentmagnetanordnung bereitstellbaren Magnetkraft abgestimmt ist, dass der Anker an frei wählbare Zwischenstellungen zwischen den beiden Funktionsstellungen positionierbar ist. Somit kann die Ventileinrichtung als Proportionalventil eingesetzt werden, bei dem in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen dem Einlassanschluss und dem Auslassanschluss und der wirksamen Ventilfläche sowie der Magneteigenschaften der Ringspulen, der Flussleitstücke, des Scheibenmagnets und der Federeinrichtung ein Kräftegleichgewicht in einer vorgebbaren Zwischenstellung des Ankers durch geeignete Energiezufuhr an die Ringspulen erreicht werden kann.It is expedient if a spring characteristic of the spring device is tuned to a magnetic force which can be provided by the toroidal coils and the permanent magnet arrangement, that the armature can be positioned at freely selectable intermediate positions between the two functional positions. Thus, the valve device can be used as a proportional valve, in which depending on a pressure difference between the inlet port and the outlet port and the effective valve surface and the magnetic properties of the toroidal coils, the Flussleitstücke, the disc magnet and the spring means a balance of forces in a predetermined intermediate position of the armature by suitable Energy supply to the toroidal coils can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Ventilgehäuse ein austauschbar ausgebildeter Anschlussstutzen formschlüssig aufgerastet ist, der für eine Anpassung der Ventileinrichtung an unterschiedliche Einsatzbedingungen ausgebildet ist.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that a replaceable trained connecting piece is snapped positively on the valve body, which is designed for an adaptation of the valve device to different conditions of use.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist am Trägerelement wenigstens eine Gleitfläche für eine linearbewegliche Gleitführung des Ankers ausgebildet. Vorzugsweise weist das Trägerelement zwei jeweils im Bereich der Ringspulen angeordnete, insbesondere kreiszylindrisch ausgebildete, Gleitflächen auf. Hierdurch kann eine vorteilhafte Abstützung von Kippmomenten und radialen Kräften, die durch die magnetische Wechselwirkung des Scheibenmagneten mit den Ringspulen auftreten kann, erzielt werden.In a further embodiment of the invention, at least one sliding surface for a linearly movable sliding guide of the armature is formed on the carrier element. The carrier element preferably has two sliding surfaces, each of which is arranged in the region of the annular coils and has a particularly circular cylindrical shape. In this way, an advantageous support of tilting moments and radial forces, which can occur due to the magnetic interaction of the disc magnet with the toroidal coils, can be achieved.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the drawing. Hereby shows:

1 eine perspektivische Darstellung einer Ventileinrichtung mit einem stirnseitig angeordneten Anschlussstutzen für eine Fluidleitung und 1 a perspective view of a valve device with a frontally arranged connection piece for a fluid line and

2 eine Ventileinrichtung mit einem Ventilgehäuse, dem zwei Ringspulen sowie drei Flussleitstücke zugeordnet sind, sowie mit einem Anker, der eine Permanentmagnetanordnung umfasst und längs einer Bewegungsachse im Ventilgehäuse verschiebbar aufgenommen ist. 2 a valve device with a valve housing, the two annular coils and three Flußleitstücke are assigned, and with an armature, which comprises a permanent magnet assembly and is slidably received along a movement axis in the valve housing.

Eine in der 1 dargestellte Ventileinrichtung 1 ist exemplarisch als Vorsteuerventil für ein nicht dargestelltes, fluidisch ansteuerbares Ventil ausgebildet. Die Ventileinrichtung 1 kann wahlweise als Schaltventil mit den genau zwei Schaltzuständen „Ein” zur Freigabe eines freien Strömungsquerschnitts für das Fluid und „Aus” zur Blockierung des freien Strömungsquerschnitts für das Fluid oder alternativ als Proportionalventil mit einem proportional zu einem vorgebbaren Steuersignal beeinflussbaren freien Strömungsquerschnitt für das Fluid eingesetzt werden.One in the 1 illustrated valve device 1 is exemplified as a pilot valve for a non-illustrated, fluidly controllable valve. The valve device 1 can optionally be used as a switching valve with the exact two switching states "on" to release a free flow cross section for the fluid and "off" to block the free flow cross section for the fluid or alternatively as a proportional valve with a proportional to a predetermined control signal influenceable free flow cross section for the fluid become.

Die Ventileinrichtung 1 umfasst ein exemplarisch im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildetes Ventilgehäuse 2, das im Wesentlichen als kreiszylindrische Hülse aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet ist. An einem ersten Stirnbereich des Ventilgehäuses 2 sind zwei elektrische Anschlusspfosten 3, 4 angeordnet, die für eine elektrische Ankopplung an eine nicht dargestellte elektrische Spannungsquelle ausgebildet sind. An einem entgegengesetzt angeordneten Stirnbereich des Ventilgehäuses 2 ist ein Anschlussstutzen 5 ausgebildet, der einen umlaufenden Wulst 6 zur fluidischen Kopplung mit einer nicht näher dargestellten Fluidleitung aufweist. Ferner sind am Anschlussstutzen 5 mehrere bei dieser Ausführungsform als Auslassanschlüsse dienende Austrittöffnungen 7 ausgebildet, die ein Abströmen von Fluid aus der Ventileinrichtung 1 ermöglichen, wie in Zusammenhang mit der 2 noch näher erläutert wird. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist lediglich eine Austrittsöffnung vorgesehen, die in einem rohrförmigen Auslassanschluss mündet.The valve device 1 comprises an exemplary substantially rotationally symmetrical trained valve housing 2 , which is formed substantially as a circular cylindrical sleeve made of a ferromagnetic material. At a first end region of the valve housing 2 are two electrical connection posts 3 . 4 arranged, which are designed for electrical connection to an electrical voltage source, not shown. At an oppositely arranged end region of the valve housing 2 is a connecting piece 5 formed, which has a circumferential bead 6 For fluidic coupling with a fluid line, not shown. Furthermore, on the connection piece 5 a plurality of outlet openings serving as outlet ports in this embodiment 7 formed, which is an outflow of fluid from the valve device 1 allow, as related to the 2 will be explained in more detail. In one embodiment, not shown, only one outlet opening is provided, which opens into a tubular outlet connection.

Wie aus der Schnittdarstellung der 2 entnommen werden kann, sind im Ventilgehäuse 2 mehrere Baugruppen angeordnet.As seen from the sectional view of 2 can be removed, are in the valve body 2 arranged several modules.

Die erste Baugruppe umfasst ein, beispielhaft als Kunststoffspritzgussteil ausgebildetes, Trägerelement 8, das exemplarisch eine kreiszylindrische Außengeometrie aufweist, die auf einen Innendurchmesser des Ventilgehäuses 2 angepasst ist. Das Trägerelement 8 dient als Wickelkörper für zwei Ringspulen 9, 10, die beispielsweise als Wicklungen eines Kupferlackdrahtes ausgebildet sein können. Vorzugsweise sind die Ringspulen 9, 10 elektrisch in Reihe geschaltet und sind gegensinnig auf das Trägerelement 8 gewickelt. Bei einer Beaufschlagung der beiden Ringspulen 9, 10 mit elektrischer Spannung erzeugen die beiden Ringspulen 9, 10 aufgrund der gegensinnigen Wicklung zwei Magnetfelder, deren Feldlinien 11, 12 in der Darstellungsebene der 2 gegensinnig zu einander verlaufen, wie dies in der 2 rein schematisch und exemplarisch dargestellt ist. Ferner ist auch rein schematisch der vom Scheibenmagnet 23 bewirkte magnetische Fluss durch das Flussleitstück 16 eingezeichnet.The first assembly comprises a, designed as an example plastic injection molded part, carrier element 8th , which by way of example has a circular-cylindrical outer geometry which is based on an inner diameter of the valve housing 2 is adjusted. The carrier element 8th serves as a winding body for two toroidal coils 9 . 10 , which may be formed for example as windings of a copper enamel wire. Preferably, the toroidal coils 9 . 10 electrically connected in series and are in opposite directions to the support element 8th wound. When loading the two toroidal coils 9 . 10 with electrical voltage generate the two toroidal coils 9 . 10 due to the opposite winding two magnetic fields whose field lines 11 . 12 in the presentation level of 2 in opposite directions to each other, as in the 2 is shown purely schematically and by way of example. Furthermore, also purely schematic of the disc magnet 23 caused magnetic flux through the flux guide 16 located.

Um eine vorteilhafte lokale Bündelung der Feldlinien 11, 12 zu ermöglichen, sind am Trägerelement 8 beispielhaft insgesamt drei Flussleitstücke 15, 16 und 17 angeordnet. Die Flussleitstücke 15, 16 und 17 sind ringförmig ausgebildet und können aus einem ferromagnetischen Werkstoff, insbesondere aus Weicheisenmaterial, hergestellt sein. Bei der dargestellten Ausführungsform der Ventileinrichtung 1 ist vorgesehen, dass die Flussleitstücke 15, 16 und 17 zumindest formschlüssig, gegebenenfalls auch stoffschlüssig, am Trägerelement 8 aufgenommen sind. Dies wird vorzugsweise dadurch bewirkt, dass die Flussleitstücke 15, 16 und 17 zunächst in eine Kunststoffspritzgussform eingelegt werden und dann in einem nachfolgenden Schritt mit Kunststoff umspritzt werden, der das Trägerelement 8 bildet. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Lage der Flussleitstücke 15, 16 und 17 durch das Einlegen in die Kunststoffspritzgussform bestimmt wird und später durch das Trägerelement 8 aufrechterhalten wird. Hierdurch können hohe Anforderungen an die Beabstandung der Flussleitstücke 15, 16 und 17 sowie an die Koaxialität der Flussleitstücke 15, 16 und 17 erfüllt werden.To an advantageous local bundling of field lines 11 . 12 to allow, are on the support element 8th For example, a total of three flux guides 15 . 16 and 17 arranged. The flux guides 15 . 16 and 17 are annular and can be made of a ferromagnetic material, in particular made of soft iron material. In the illustrated embodiment of the valve device 1 is provided that the flux guides 15 . 16 and 17 at least positively, optionally also cohesively, on the support element 8th are included. This is preferably effected by the flux guides 15 . 16 and 17 are first placed in a plastic injection mold and then encapsulated in a subsequent step with plastic, the carrier element 8th forms. The advantage here is that the position of the flux guides 15 . 16 and 17 is determined by the insertion into the plastic injection mold and later by the carrier element 8th is maintained. This can make high demands on the spacing of the flux guides 15 . 16 and 17 as well as the coaxiality of the flux guides 15 . 16 and 17 be fulfilled.

Die Flussleitstücke 15, 16 und 17 können alternativ aus einem Verbundmaterial mit ferromagnetischen Anteilen, vorzugsweise einem metallisch gefüllten Kunststoffmaterial, hergestellt sein. Hierdurch können die Flussleitstücke 15, 16 und 17 und das Trägerelement 8 exemplarisch in einem Zweikomponenten-Kunststoffspritzgussverfahren in einer gemeinsamen Kunststoffspritzgussform hergestellt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Fertigungsschritt die Flussleitstücke 15, 16 und 17 hergestellt werden und in einem nachfolgenden Fertigungsschritt das Trägerelement 8 hergestellt wird.The flux guides 15 . 16 and 17 may alternatively be made of a composite material having ferromagnetic portions, preferably a metallically filled plastic material. This allows the flux guides 15 . 16 and 17 and the carrier element 8th by way of example in a two-component plastic injection molding process in a common plastic injection mold. For example, it can be provided that in a first manufacturing step, the flux guides 15 . 16 and 17 be prepared and in a subsequent manufacturing step, the support element 8th will be produced.

Das zentral zwischen den beiden Ringspulen 9, 10 angeordnete Flussleitstück 16 weist exemplarisch die doppelte Breite wie die beiden Flussleitstücke 15 und 17 auf und wird, wie nachstehend noch näher beschrieben wird, von den Feldlinien beider Magnetkreise durchflossen.The central between the two toroids 9 . 10 arranged flux guide 16 exemplifies twice the width of the two flux guides 15 and 17 and, as will be described in more detail below, flows through the field lines of both magnetic circuits.

Das Trägerelement 8 und die daran aufgenommenen Flussleitstücke 15, 16 und 17 begrenzen eine Ausnehmung 18, in der ein Anker 19 längs einer Bewegungsachse 20 schiebebeweglich aufgenommen ist. Die Ausnehmung weist in einer Querschnittsebene quer zur Bewegungsachse 20 sowie quer zur Darstellungsebene der 2 einen exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildeten Querschnitt auf. Der Anker 19 umfasst zwei im Wesentlichen gleichartig ausgebildete Flussleitstücke 21, 22 mit zumindest im Wesentlichen kreiszylindrischem Querschnitt, die koaxial zueinander ausgerichtet sind und die eine beispielhaft als Scheibenmagnet 23 in der Art einer ringförmigen Scheibe ausgebildete Permanentmagnetanordnung seitlich einfassen. Vorzugsweise sind die beiden Flussleitstücke 21, 22 derart miteinander verbunden, dass sie den Scheibenmagnet 23 kraftfrei zwischen sich aufnehmen. Hierzu kann eine formschlüssige und/oder stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige Kopplung der beiden Flussleitstücke 21, 22 vorgesehen sein.The carrier element 8th and the flux guides picked up 15 . 16 and 17 limit a recess 18 in which an anchor 19 along a movement axis 20 slidably movably received. The recess has in a cross-sectional plane transverse to the axis of movement 20 as well as transversely to the representation level of 2 an exemplary circular-cylindrical cross-section. The anchor 19 comprises two substantially identically formed flux guides 21 . 22 with at least substantially circular-cylindrical cross-section, which are aligned coaxially with each other and the one example as a disc magnet 23 laterally enclose in the manner of an annular disc formed permanent magnet assembly. Preferably, the two flux guides 21 . 22 connected together so that they the disc magnet 23 force-free between them. For this purpose, a positive and / or cohesive and / or non-positive coupling of the two flux guides 21 . 22 be provided.

Die Flussleitstücke 21, 22 sind vorzugsweise aus einem Weicheisenmaterial hergestellt und insbesondere massiv, also ohne Hohlräume, verwirklicht. Alternativ können die Flussleitstücke 21, 22 aus einem Verbundmaterial mit ferromagnetischen Anteilen, vorzugsweise einem metallisch gefüllten Kunststoffmaterial, hergestellt sein.The flux guides 21 . 22 are preferably made of a soft iron material and in particular solid, so without cavities, realized. Alternatively, the flux guides 21 . 22 be made of a composite material with ferromagnetic portions, preferably a metal-filled plastic material.

Am Flussleitstück 22 ist stirnseitig ein Dichtelement 24 angebracht, das vorzugsweise aus einem gummielastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist. Das Dichtelement ist zur abdichtenden Anlage an einem Ventilsitz 25 vorgesehen, der als Mündungsöffnung eines Fluidkanals 28 ausgebildet ist. Der Fluidkanal 28 erstreckt sich längs der Bewegungsachse 20 in einem Einsatzteil 29, das exemplarisch einstückig mit dem Trägerelement 8 ausgebildet ist und vom Anschlussstutzen 5 umgeben ist. Der Fluidkanal 28 ermöglicht eine kommunizierende fluidische Verbindung zwischen einem von außen auf den Anschlussstutzen 5 aufsteckbaren Fluidanschluss, der beispielsweise als Stufenbohrung in einem Fluidverteilergehäuse ausgebildet sein kann, und einem im Trägerelement 8 ausgebildeten Ventilraum 30. Der Ventilraum 30 ist seinerseits vom Trägerelement 8 und dem Einsatzteil 29 sowie dem Anker 19 begrenzt, wobei ein Abströmen von Fluid aus dem Ventilraum 30 in die Umgebung durch die Austrittsöffnungen 7 ermöglicht wird.At the Flussleitstück 22 is frontally a sealing element 24 attached, which is preferably made of a rubber-elastic plastic material. The sealing element is for sealing engagement with a valve seat 25 provided as the orifice of a fluid channel 28 is trained. The fluid channel 28 extends along the axis of movement 20 in an insert 29 exemplified integrally with the carrier element 8th is trained and from the connecting piece 5 is surrounded. The fluid channel 28 allows a communicating fluidic connection between an externally on the connection piece 5 attachable fluid port, which may be formed for example as a stepped bore in a fluid distributor housing, and one in the carrier element 8th trained valve room 30 , The valve room 30 is in turn of the carrier element 8th and the insert part 29 as well as the anchor 19 limited, wherein an outflow of fluid from the valve chamber 30 into the environment through the outlet openings 7 is possible.

An einem dem Anschlussstutzen 5 abgewandten Endbereich des Ventilgehäuses 2 ist ein Verschlussteil 31 mit dem Ventilgehäuse 2 und dem Trägerelement 8 derart gekoppelt, dass es die Ausnehmung 18 im Trägerelement 8 fluidisch abdichtet und als Abstützung für die beiden Anschlusspfosten 3 und 4 dient. An dem exemplarisch im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeten Verschlussteil 31 ist angrenzend an einen kraft- und/oder stoffschlüssig in der Ausnehmung 18 aufgenommenen Halteabschnitt 32 ein Führungszapfen 33 ausgebildet, der zur Führung eines exemplarisch als Wendelfeder ausgebildeten Federelements 34 dient. Dieses Federelement 34 stützt sich auf einem ringförmigen Absatz zwischen dem Halteabschnitt 32 und dem Führungszapfen 33 längs der Bewegungsachse 20 ab und liegt mit einem zweiten Endbereich an einer im Wesentlichen kreisförmigen Stirnfläche des Flussleitstücks 21 an. Dabei ist das Federelement 34 vorzugsweise derart ausgebildet, dass es den Anker 19 in die Vorzugsstellung gemäß der 2 vorspannt. Exemplarisch ist die Ventileinrichtung somit als „normal geschlossen” oder „normal closed” (NC) ausgebildet. Bei einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform könnte das Federelement auch am Anschlussstutzen 5 abgestützt sein und den Anker 19 in eine Öffnungsstellung vorspannen. Hiermit wäre dann die Ventileinrichtung als „normal offen” oder „normal open” (NO) ausgebildet.At one of the connecting pieces 5 remote end region of the valve housing 2 is a closure part 31 with the valve body 2 and the carrier element 8th coupled so that it is the recess 18 in the carrier element 8th fluid-tight and as a support for the two connection posts 3 and 4 serves. At the exemplary substantially rotationally symmetrical closure member 31 is adjacent to a force and / or material fit in the recess 18 recorded holding section 32 a guide pin 33 formed, which for guiding a spring element designed as a helical spring by way of example 34 serves. This spring element 34 rests on an annular shoulder between the holding section 32 and the guide pin 33 along the axis of movement 20 and lies with a second end region on a substantially circular end face of the flux guide 21 at. Here is the spring element 34 preferably designed such that it is the anchor 19 in the preferred position according to the 2 biases. By way of example, the valve device is thus designed as "normally closed" or "normally closed" (NC). In an alternative embodiment, not shown, the spring element could also be on the connecting piece 5 be supported and the anchor 19 bias in an open position. Hereby the valve device would then be designed as "normally open" or "normally open" (NO).

Für eine Bereitstellung einer längs der Bewegungsachse 20 wirkenden Kraft auf den Anker 19, der aufgrund der Federkraft des vorgespannt eingebauten Federelements 34 mit dem Dichtelement 24 abdichtend an den Ventilsitz 25 angepresst wird, findet eine Beaufschlagung der Ringspulen 9, 10 mit einer elektrischen Spannung statt. Die an den Anschlusspfosten 3, 4 angelegte elektrische Spannung führt zu einem Stromfluss durch die Ringspulen 9, 10 und bewirkt somit den Aufbau magnetischer Felder. Aufgrund des gegensinnigen Wicklungssinns der beiden Ringspulen 9, 10 stellen sich die beiden Magnetfelder der jeweiligen Ringspulen 9, 10 ebenfalls gegensinnig ein, wie dies in der 2 durch die beiden Richtungspfeile, die lediglich die Feldrichtung der jeweiligen Magnetfelder symbolisieren sollen, erkennbar ist. Die jeweiligen Magnetfelder werden in dem Ventilgehäuse 2 und in den Flussleitstücken 15, 16, 17 sowie 21 und 22 gebündelt und treten somit mit dem Scheibenmagnet 23 des Ankers 19 in Wechselwirkung. Aufgrund der Magnetisierung des in axialer Richtung magnetisierten Scheibenmagnets 23, dessen Feldlinien quer zu den jeweils den Flussleitstücken 21, 22 gegenüberliegenden Stirnseiten und somit parallel zur Bewegungsachse 20 ausgerichtet sind, treten Reluktanzkräfte oder Maxwellsche Kräfte auf, die im Wesentlichen parallel zur Bewegungsachse 20 ausgerichtet sind und die eine Verschiebung des Ankers 19 gegen die Kraft des Federelements 34 bewirken können. Durch die Verschiebung des Ankers 19 wird das Dichtelement 24 vom Ventilsitz 25 abgehoben und eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen dem Anschlussstutzen 5, dem Ventilraum 30 und den Austrittsöffnungen 7 hergestellt, so dass ein Fluidstrom durch den Fluidkanal 28 zu den Austrittsöffnungen 7 erfolgen kann.For providing one along the axis of motion 20 acting force on the anchor 19 , due to the spring force of the biased built-in spring element 34 with the sealing element 24 sealing to the valve seat 25 is pressed, finds a loading of the toroidal coils 9 . 10 with an electrical voltage instead. The at the post 3 . 4 applied electrical voltage leads to a current flow through the toroidal coils 9 . 10 and thus causes the construction of magnetic fields. Due to the opposite sense of winding of the two toroidal coils 9 . 10 set the two magnetic fields of the respective toroidal coils 9 . 10 also in opposite directions, as in the 2 by the two directional arrows, which should symbolize only the field direction of the respective magnetic fields, is recognizable. The respective magnetic fields are in the valve housing 2 and in the Flussleitstücken 15 . 16 . 17 such as 21 and 22 bundled and thus occur with the disc magnet 23 of the anchor 19 in interaction. Due to the magnetization of the disk magnet magnetized in the axial direction 23 , whose field lines are transverse to each of the Flussleitstücken 21 . 22 opposite end faces and thus parallel to the axis of movement 20 are aligned, reluctance forces or Maxwellian forces occur, which are substantially parallel to the axis of movement 20 are aligned and the one shift of the anchor 19 against the force of the spring element 34 can effect. By the displacement of the anchor 19 becomes the sealing element 24 from the valve seat 25 lifted and a fluidic communication between the connection piece 5 , the valve chamber 30 and the outlet openings 7 made, so that a fluid flow through the fluid channel 28 to the outlet openings 7 can be done.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Erstreckung des Scheibenmagneten 23 längs der Bewegungsachse 20 kleiner als die Erstreckung des Flussleitstücks 16 in dieser Richtung. Vorzugsweise sind die Erstreckungen von Flussleitstück 16 und Scheibenmagnet 23 längs der Bewegungsachse 20 derart gewählt, dass der Scheibenmagnet 23 sowohl in der dargestellten ersten Funktionsposition bei abgedichtetem Ventilsitz 25 als auch in einer gemäß der Darstellung der 2 nach links verlagerten zweiten Funktionsposition, in der der Ventilsitz 25 freigegeben ist, stets vollständig vom Flussleitstück 16 umgeben ist. Hierdurch wird eine vorteilhafte magnetische Kopplung zwischen den beiden magnetischen Kreisen der Ringspulen 9 und 10 und dem Scheibenmagnet 23 sichergestellt.At the in 2 illustrated embodiment is the extension of the disc magnet 23 along the axis of movement 20 smaller than the extent of the flux guide 16 in this direction. Preferably, the extensions of the flux guide 16 and disc magnet 23 along the axis of movement 20 chosen such that the disc magnet 23 both in the illustrated first functional position with sealed valve seat 25 as well as in one according to the representation of 2 shifted to the left second functional position in which the valve seat 25 is released, always completely from the flux guide 16 is surrounded. As a result, an advantageous magnetic coupling between the two magnetic circuits of the toroidal coils 9 and 10 and the disc magnet 23 ensured.

Exemplarisch weist der Anker 19 längs der Bewegungsachse 20 eine Erstreckung auf, die einem Abstand der beiden außenliegenden Flussleitstücke 15 und 17 entspricht. Ferner ist der Anker 19 in der ersten Funktionsposition derart angeordnet, dass er zwischen den beiden Flussleitstücken 15 und 17 liegt. Hierdurch wird bereits bei einer geringen Verschiebung des Ankers 19 längs der Bewegungsachse 20 aus der ersten Funktionsposition in die zweite Funktionsposition eine Überdeckung zwischen den beiden Flussleitstücken 15 und 21 hervorgerufen, wodurch dieser magnetische Kreis eine hohe Krafteinwirkung auf den Anker 19 bewirken kann. Ferner wird dadurch bereits bei einer geringen Verschiebung des Ankers 19 längs der Bewegungsachse 20 aus der ersten Funktionsposition in die zweite Funktionsposition eine Begrenzung des magnetischen Kreises der Ringspule 10 hervorgerufen, was ebenfalls eine vorteilhafte Krafteinwirkung auf den Anker 19 hervorruft.The anchor is an example 19 along the axis of movement 20 an extension, which is a distance between the two outer flux guides 15 and 17 equivalent. Further, the anchor 19 arranged in the first functional position such that it is between the two Flussleitstücken 15 and 17 lies. This is already at a small displacement of the armature 19 along the axis of movement 20 from the first functional position to the second functional position, an overlap between the two flux guides 15 and 21 caused, causing this magnetic circuit a high force on the armature 19 can cause. Furthermore, this already at a small displacement of the armature 19 along the axis of movement 20 from the first functional position to the second functional position, a limitation of the magnetic circuit of the toroidal coil 10 caused, which is also an advantageous force on the anchor 19 causes.

Vorzugsweise ist an einem radial außenliegenden Bereich des Ankers 19 und/oder an einem radial innenliegenden Bereich der Ausnehmung 18 im Trägerelement 8 eine Abflachung oder ein nicht näher dargestellter Schlitz ausgebildet, der sich längs der Bewegungsachse 20 erstreckt und der damit einen raschen Druckausgleich zwischen dem Ventilraum 30 und einem Arbeitsraum 35, in dem das Federelement 34 aufgenommen ist, erleichtert.Preferably, at a radially outer region of the armature 19 and / or at a radially inner region of the recess 18 in the support element 8th a flattening or not shown slot formed along the axis of movement 20 extends and thus a rapid pressure equalization between the valve chamber 30 and a workroom 35 in which the spring element 34 is absorbed, relieved.

Exemplarisch sind an einander entgegengesetzten Endbereichen der Flussleitstücke 21, 22 umlaufende Eindrehungen 36, 37 vorgesehen, die dazu dienen, einen radialen Abstand zwischen dem Anker 19 und den Flussleitstücken 15, 17 zu gewährleisten, um einen magnetischen Kurzschluss zu verhindern. In einem zentralen Abschnitt des Ankers 19 ist eine weitere Eindrehung 39 vorgesehen, die einen mechanischen Kontakt zwischen dem Scheibenmagnet 23 und dem Flussleitstück 16 verhindern soll.Exemplary are at opposite end portions of the flux guides 21 . 22 circumferential grooves 36 . 37 provided, which serve a radial distance between the armature 19 and the Flussleitstücken 15 . 17 to ensure a magnetic short circuit. In a central section of the anchor 19 is another turn 39 provided a mechanical contact between the disc magnet 23 and the flux guide 16 should prevent.

Exemplarisch ist der Anschlussstutzen 5, der vorzugsweise im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist, mit einem umlaufenden, radial nach innen erstreckten Bund 41 und einem längs der Bewegungsachse erstreckten, zirkular ausgebildeten Hinterschnitt 42 versehen. Damit kann der Anschlussstutzen 5 auf einen ringförmig umlaufenden Bund 43 des Trägerelements 8 formschlüssig aufgeschnappt werden, um somit am Trägerelement 8 festgelegt zu werden.An example is the connecting piece 5 , which is preferably formed substantially rotationally symmetrical, with a circumferential, radially inwardly extending collar 41 and a longitudinally extending along the movement axis, circular undercut 42 Mistake. This can be the connection piece 5 on a ring-shaped collar 43 the carrier element 8th snapped form fit, thus on the support element 8th to be determined.

An einander entgegengesetzten Stirnseiten der Flussleitstücke 21 und 22 sind exemplarisch kegelförmig ausgebildete Ausnehmungen 44, 45 ausgebildet, die für eine Anpassung der Masse des aus den Flussleitstücken 21, 22 und dem Scheibenmagnet 23 gebildeten Anker 19 vorgesehen sind. Diese Anpassung der Masse des Ankers 19 kann in Abhängigkeit von einer Federcharakteristik des Federelements 34 vorgenommen werden, um ein vorgebbares Bewegungsverhalten des Ankers 19 bei entsprechender elektrischer Beaufschlagung der Ringspulen 9, 10 zu bewirken. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn die Ventileinrichtung 1 als Proportionalventil eingesetzt werden soll.At opposite ends of the Flussleitstücke 21 and 22 are exemplary cone-shaped recesses 44 . 45 designed for an adjustment of the mass of the from the Flussleitstücken 21 . 22 and the disc magnet 23 formed anchor 19 are provided. This adaptation of the mass of the anchor 19 can in response to a spring characteristic of the spring element 34 be made to a predetermined movement behavior of the anchor 19 with appropriate electrical loading of the toroidal coils 9 . 10 to effect. This is of particular interest when the valve device 1 to be used as a proportional valve.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4012832 A1 [0002]
DE 19900788 A1 [0003]

Claims

Valve device with a valve housing ( 2 ), which has a valve space ( 30 ) and at which an inlet port ( 5 ) and an outlet port ( 7 ) for an inflow and outflow of a fluid through the valve space ( 30 ) are arranged, as well as with an anchor ( 19 ), which along a movement axis ( 20 ) sliding between two functional positions in the valve chamber ( 30 ) and for influencing a free flow cross-section for the fluid between the input port ( 5 ) and the output terminal ( 7 ) is formed, and with a valve housing ( 2 ) associated drive means for the armature ( 19 ), which has a permanent magnet arrangement ( 23 ), several flux guides ( 2 . 15 . 16 . 17 . 21 . 22 ) and an electrically operable coil arrangement ( 9 . 10 ) comprises as magnetically active components and for the introduction of a along the axis of movement ( 20 ) acting force on the armature ( 19 ), wherein the armature ( 19 ) as a combination of the permanent magnet arrangement ( 23 ) with at least one flux guide ( 21 . 22 ) and wherein the coil arrangement ( 9 . 10 ) two coaxial along the axis of motion ( 20 ) arranged ring coils ( 9 . 10 ), the anchor ( 19 ), characterized in that each annular coil ( 9 . 10 ) on both sides along the axis of movement ( 20 ) arranged flux guides ( 15 . 16 . 17 ) assigned.

Valve device according to claim 1, characterized in that a (between the toroids 9 . 10 ) arranged flux guide ( 16 ) both toroidal coils ( 9 . 10 ) assigned.

Valve device according to claim 2, characterized in that between the toroidal coils ( 9 . 10 ) arranged flux guide ( 16 ) in the axial direction, the permanent magnet arrangement ( 23 ) of the anchor ( 19 ) at least in a movement position along the movement axis ( 20 ) surrounds.

Valve device according to claim 2 or 3, characterized in that a movement stroke for the armature ( 19 ) is selected between two mutually spaced movement end positions such that between the toroidal coils ( 9 . 10 ) arranged flux guide ( 16 ) in the axial direction, the permanent magnet arrangement ( 23 ) of the anchor ( 19 ) in at least one, preferably in both movement end positions surrounds.

Valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the annular coils ( 9 . 10 ) associated flux conducting pieces ( 15 . 16 . 17 ) on a common, in particular integrally formed, carrier element ( 8th ) are included.

Valve device according to claim 5, characterized in that the carrier element ( 8th ) as a plastic injection molded part and / or as a winding core for the toroidal coils ( 9 . 10 ) is trained.

Valve device according to claim 5 or 6, characterized in that the carrier element ( 8th ) with the flux guide pieces ( 15 . 16 . 17 ) and toroidal coils ( 9 . 10 ) in a magnetically conductive, preferably metallic, sleeve ( 2 ) are included.

Valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the toroidal coils ( 9 . 10 ) are electrically connected in series and with respect to the movement axis ( 20 ) are wound in opposite directions.

Valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnet arrangement ( 23 ) exactly the one the anchor ( 19 ) has associated permanent magnet.

Valve device according to one of the preceding claims, characterized in that a magnetization of the armature ( 19 ) associated permanent magnet assembly ( 23 ) in the axial direction along the axis of movement ( 20 ) is aligned.