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Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit einer Magnetbaugruppe, die einen Anker umfasst, der unter Ausbildung eines elektrischen Feldes in einem Polrohr bewegbar ist, wenn eine Magnetspule bestromt wird.
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Stand der Technik
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2013 222 874 A1 ist eine Ventileinrichtung mit einem Hauptventil und einem Vorsteuerventil bekannt, das einen Schließkörper umfasst, der durch eine Magneteinrichtung mit einem Anker betätigbar ist, um einen ersten Druckanschluss der Ventileinrichtung mit einem zweiten Druckanschluss der Ventileinrichtung zu verbinden, wobei der Anker unter Zwischenschaltung einer Federeinrichtung so mit dem Schließkörper des Vorsteuerventils gekoppelt ist, dass eine begrenzte Bewegung des Ankers ohne den Schließkörper des Vorsteuerventils ermöglicht wird, wobei der Schließkörper des Vorsteuerventils durch eine Magneteinrichtung über den Anker relativ zu einer Steuerraumablauföffnung bewegbar ist, die in einem Ventilkolben des Hauptventils vorgesehen ist, der eine Steuerraumzulauföffnung aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventileinrichtung mit einer Magnetbaugruppe, die einen Anker umfasst, der unter Ausbildung eines elektrischen Feldes in einem Polrohr bewegbar ist, wenn eine Magnetspule bestromt wird, insbesondere im Hinblick auf eine hohe mechanische Beanspruchung von einzelnen Komponenten der Magnetbaugruppe und/oder im Hinblick auf die Herstellkosten, zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einer Ventileinrichtung mit einer Magnetbaugruppe, die einen Anker umfasst, der unter Ausbildung eines elektrischen Feldes in einem Polrohr bewegbar ist, wenn eine Magnetspule bestromt wird, dadurch gelöst, dass die Magnetspule mit einem Befestigungsmittel aus einem metallischen Material auf dem Polrohr fixiert ist. Die Ventileinrichtung mit der Magnetbaugruppe wird auch als Magnetventil bezeichnet. Die Magnetspule ist vorteilhaft innen durch das Polrohr geführt. Das heißt, die Magnetspule umfasst ein zentrales Durchgangsloch, durch welches sich das Polrohr hindurch erstreckt. Die Magnetspule ist in einer axialen Richtung vorteilhaft auf einem Absatz des Polrohrs abgestützt. Der Absatz wird zum Beispiel durch einen Bund an dem Polrohr dargestellt. Das Befestigungsmittel zum Fixieren der Magnetspule auf dem Polrohr ist vorzugsweise zentral angeordnet, das heißt koaxial zu einer Längsachse der Ventileinrichtung. Bei dem Befestigungsmittel handelt es sich zum Beispiel um einen Stift mit einem vergrößerten Kopfdurchmesser, von dem ein Schaft ausgeht. Der Stift wird mit seinem Schaft vorteilhaft in das Polrohr eingepresst. Das Befestigungsmittel ist vorzugsweise als Schraube ausgeführt. Ein Verhältnis zwischen einem Schaftdurchmesser und einem Außendurchmesser des Polrohrs, insbesondere einem Endkörper des Polrohrs, ist vorteilhaft kleiner als ein Drittel, also eins zu drei. Die Schraube ist besonders vorteilhaft als Normschraube ausgeführt. Das Polrohr kann vorzugsweise aus einem hartmagnetischen Vergütungsstahl gebildet sein, falls der in der Ventileinrichtung vorhandene Druck das erfordert. Für eher niedrige Drücke von zum Beispiel zweihundert bar kann eine ausreichende Ventilfunktion auch mit einem Polrohr aus einem weichmagnetischen Stahlmaterial sichergestellt werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Befestigungsmittel mit einem Befestigungsmittelschaft durch eine Kunststoffumspritzung der Magnetspule hindurch erstreckt, wobei die Kunststoffumspritzung der Magnetspule zwischen einem Befestigungsmittelkopf und einem Endkörper des Polrohrs eingespannt wird. Dabei wird eine Drucklast auf die Kunststoffumspritzung der Magnetspule aufgebracht. Die Fixierung der Magnetspule mit dem Befestigungsmittel ist für hohe Kräfte, insbesondere für hohe Anzugsdrehmomente beim Montieren der Schraube, und/oder für hohe Temperaturen besser geeignet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftspalt zwischen der Kunststoffumspritzung der Magnetspule und dem Endkörper des Polrohrs beim Anziehen des Befestigungsmittels auf null reduziert wird, wobei der Luftspalt zwischen der Kunststoffumspritzung der Magnetspule und dem Endkörper des Polrohrs vor dem Anziehen des Befestigungsmittels ein Verdrehen einer elektrischen Anschlusseinrichtung mit der Magnetspule ermöglicht. Dadurch wird die Montage der Ventileinrichtung, insbesondere die Darstellung eines elektrischen Anschlusses für die Ventileinrichtung, erheblich vereinfacht. Bei der elektrischen Anschlusseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine elektrische Steckverbindung.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Befestigungsmittel und der Kunststoffumspritzung der Magnetspule zusätzlich ein in axialer Richtung elastisch verformbares Element eingespannt wird, das sich radial außen so an einer im Wesentlichen ringförmigen Erhöhung der Kunststoffumspritzung der Magnetspule abstützt, dass die Magnetspule mit der Kunststoffumspritzung in axialer Richtung gegen einen Absatz des Polrohrs dichtend vorgespannt wird. Die Magnetspule wird bei der Montage der Ventileinrichtung auf das Polrohr aufgesteckt, bis die Magnetspule an dem Absatz des Polrohrs zum Anschlag kommt. Dann wird die Magnetspule mit Hilfe des Befestigungsmittels fixiert. Dabei kommt die Kunststoffumspritzung dichtend an dem Absatz des Polrohrs zur Anlage. Zwischen der Kunststoffumspritzung und dem Absatz des Polrohrs ist vorteilhaft eine Dichtung, wie ein O-Ring, angeordnet. Der O-Ring ist vorteilhaft in einer entsprechenden Ringnut teilweise so aufgenommen, dass er beim Fixieren der Magnetspule nicht zerstört wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Kunststoffumspritzung der Magnetspule eine Polscheibe in axialer Richtung zwischen dem Befestigungsmittel und dem Endkörper des Polrohrs eingespannt wird. Je nach Ausführung der Ventileinrichtung hat die Polscheibe einen geringfügig größeren Innendurchmesser als das Polrohr. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung wird die Polscheibe der Magnetgruppe im Innendurchmesser soweit reduziert, dass sich in der Polscheibe ein Durchgangsloch ergibt, das etwas größer als der Außendurchmesser des Befestigungsmittels ist. Somit liegt die Polscheibe in axialer Richtung auf dem Endkörper des Polrohrs auf. Damit führt der Kraftfluss des Befestigungsmittelkopfs an der Unterseite des Befestigungsmittels über die Kunststoffumspritzung und die Polscheibe in das Polrohr. Gegebenenfalls kann zwischen den Befestigungsmittelkopf und die Kunststoffumspritzung eine Unterlegscheibe eingelegt werden. Durch das Einspannen der Polscheibe wird ein normalerweise vorhandener Nebenluftspalt zwischen der Polscheibe und dem Endkörper des Polrohrs zu null. Dadurch ergibt sich ein vorteilhafter Verlauf von magnetischen Feldlinien axial von der Polscheibe in den Endkörper des Polrohrs. Dadurch wird der magnetische Widerstand reduziert, was zu einer höheren Magnetkraft führt. Außerdem kann zusätzliches Polrohrmaterial entsprechend der Dicke der Polscheibe eingespart werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Polscheibe einen Innendurchmesser, der etwas größer als ein Durchmesser des Befestigungsmittelschafts ist, und einen Außendurchmesser aufweist, der etwas kleiner als ein Außendurchmesser der Magnetbaugruppe ist. Dadurch wird eine von dem Befestigungsmittel aufgebrachte Einspannkraft für die Magnetspule über das Polrohr auf die Magnetspule übertragen, die dadurch zwischen der Polscheibe und dem Absatz an dem Polrohr eingespannt wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung zwischen einem beziehungsweise dem Absatz des Polrohrs und einer dem Absatz zugewandten Stirnfläche der Kunststoffumspritzung der Magnetspule in axialer Richtung eingespannt ist. Die Dichtung ist vorzugsweise so zwischen der Kunststoffumspritzung und dem Absatz eingespannt, dass die Dichtung beim Anziehen des Befestigungsmittels nicht zerstört wird. Die Dichtung ist zum Beispiel als O-Ring ausgeführt. Die Dichtung ist vorteilhaft teilweise in einer Nut aufgenommen, die in der Kunststoffumspritzung oder in dem Absatz für die Dichtung vorgesehen ist. Die Dichtung dient vorteilhaft dazu, einen unerwünschten Wassereintritt im Betrieb der Ventileinrichtung zu verhindern.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung zwischen dem Endkörper des Polrohrs und einer dem Befestigungsmittelkopf abgewandten Stirnfläche der Kunststoffumspritzung der Magnetspule in axialer Richtung eingespannt ist. Die Dichtung ist vorzugsweise so zwischen den Endkörper des Polrohrs und der Kunststoffumspritzung eingespannt, dass die Dichtung beim Anziehen des Befestigungsmittels nicht zerstört wird. Bei der Dichtung handelt es sich zum Beispiel um einen O-Ring. Der O-Ring ist vorzugsweise teilweise in einer Nut aufgenommen, die in der Kunststoffumspritzung vorgesehen ist. Die Dichtung dient vorteilhaft dazu, einen unerwünschten Wassereintritt im Betrieb der Ventileinrichtung zu verhindern.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als Hauptstromventil, zum Beispiel für einen Hydraulikantrieb, ausgeführt ist. Bei dem Hydraulikantrieb handelt es sich gegebenenfalls um einen Hydraulikhybridantrieb. Der Hydraulikantrieb umfasst mindestens eine Hydraulikmaschine, die auch als Hydrostat bezeichnet wird. Der Hydraulikhybrid umfasst vorteilhaft zwei Hydraulikmaschinen, die auch Hydrostaten bezeichnet werden. An einem Ausgang der Hydraulikmaschine beziehungsweise der Hydraulikmaschinen ist ein hydraulischer Druckspeicher angeschlossen. Zwischen den Ausgang des Hydrostaten und den hydraulischen Druckspeicher ist die vorab beschriebene Ventileinrichtung geschaltet.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch eine Magnetbaugruppe, insbesondere eine Magnetspule, ein Polrohr, ein elastisch verformbares Element und/oder ein Befestigungsmittel, für eine vorab beschriebene Ventileinrichtung. Die genannten Teile sind gegebenenfalls separat handelbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Es zeigen:
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1 einen Hydraulikschaltplan einer Ventileinrichtung mit einem Hauptventil und einem Vorsteuerventil;
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2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung mit einer Magnetgruppe im Längsschnitt;
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3 einen Ausschnitt aus 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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4 eine ähnliche Darstellung wie in 2 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und
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5 eine ähnliche Darstellung wie in 2 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In den 1 und 2 ist eine Ventileinrichtung 1; 21 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Ventileinrichtung 1; 21 umfasst ein Hauptventil 2; 22, das je nach Ausführung auch als Rückschlagventil funktioniert, und ein Vorsteuerventil 3; 23. In 2 ist das Hauptventil nur durch das Bezugszeichen 22 angedeutet.
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Das Hauptventil 2 umfasst, wie man in 1 sieht, ein in einem Gehäuse 4 in axialer Richtung hin und her bewegbar geführtes Dichtelement 6. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Längsachse 7 der Ventileinrichtung 1. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Längsachse 7. Das Dichtelement 6 ist durch eine Schließfeder 8 in seine in 1 dargestellte Schließstellung vorgespannt.
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In seiner Schließstellung unterbricht das Dichtelement 6 eine hydraulische Verbindung zwischen einem ersten Druckanschluss 11 und einem zweiten Druckanschluss 12. Der erste Druckanschluss 11 der Ventileinrichtung 1 ist über eine erste Drosselverbindung 15 an das Vorsteuerventil 3 angeschlossen. Dabei ist das Vorsteuerventil 3 zwischen die erste Drosselverbindung 15 und einen Steuerraum 10 der Ventileinrichtung 1 geschaltet. Der zweite Druckanschluss 12 der Ventileinrichtung 1 ist über eine zweite Drosselverbindung 16 mit dem Steuerraum 10 verbunden.
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Die Ventileinrichtung 1 mit den beiden Anschlüssen 11 und 12 ist als Hauptstromventil in einem Hydraulikhybridantriebsstrang (nicht dargestellt) ausgeführt. Der nicht dargestellte Hydraulikhybridantriebsstrang umfasst einen verbrennungsmotorischen Antrieb und einen hydraulischen Antrieb. Der verbrennungsmotorische Antrieb ist zum Beispiel als Brennkraftmaschine ausgeführt und wird auch als Verbrennungsmotor bezeichnet. Der hydraulische Antrieb umfasst zum Beispiel zwei Hydraulikmaschinen, die auch als Hydrostaten bezeichnet werden.
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Die beiden Hydrostaten oder Hydraulikmaschinen können vorteilhaft sowohl als hydraulische Pumpe als auch als hydraulischer Motor betrieben werden. Dabei können die beiden Hydraulikmaschinen zum Beispiel als hydraulische Axialkolbenmaschinen ausgeführt sein. Die beiden Hydraulikmaschinen sind über ein Hydrauliksystem hydraulisch miteinander verbindbar beziehungsweise verbunden. Das Hydrauliksystem umfasst mindestens ein Hauptstromventil, das durch die Ventileinrichtung 1; 21 dargestellt wird.
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Das Hauptstromventil 1; 21 ist in dem Hydraulikhybridantriebsstrang zwischen einen Ausgang einer der Hydraulikmaschinen und einen hydraulischen Druckspeicher geschaltet. Vorteilhaft ist jeweils ein Hauptstromventil zwischen die Ausgänge der Hydraulikmaschinen und den hydraulischen Druckspeicher geschaltet. Dabei ist der Ausgang der Hydraulikmaschinen beziehungsweise des Hydrostaten an den ersten Druckanschluss 11 der Ventileinrichtung 1; 21 angeschlossen. An den zweiten Druckanschluss 12 der Ventileinrichtung 1; 21 ist der hydraulische Druckspeicher angeschlossen.
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Normalerweise ist der Druck, der in dem hydraulischen Druckspeicher herrscht, größer als der Druck am Ausgang des Hydrostaten, der auch als hydraulische Maschine bezeichnet wird. Durch Öffnen der Ventileinrichtung 1; 21 wird der hydraulische Druckspeicher mit dem Eingang oder Ausgang der an die Ventileinrichtung 1; 21 angeschlossenen hydraulischen Maschine verbunden, und umgekehrt. Bei geöffneter Ventileinrichtung kann die an die Ventileinrichtung 1; 21 angeschlossene Hydraulikmaschine aus dem Druckspeicher hydraulisch angetrieben werden. Des Weiteren kann der Druckspeicher bei geöffneter Ventileinrichtung 1; 21 hydraulisch durch die an die Ventileinrichtung 1; 21 angeschlossene hydraulische Maschine aufgeladen werden.
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Das Hauptventil 2; 22 wird auch als Hauptstromventil bezeichnet. Das Vorsteuerventil 3; 23 wird auch Pilotventil bezeichnet. Das Hauptventil 2 mit dem Hauptkolben oder Dichtelement 6 kann bei großem Hauptventilhub große Volumenströme nahezu verlustfrei schalten. Normalerweise ist der Druck am zweiten Druckanschluss 12, der über die zweite Drosselverbindung 16 auch in dem Steuerraum 10 herrscht, größer als der Druck am ersten Druckanschluss 11.
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Über das Vorsteuerventil 3 kann der Druck im Steuerraum 10 auf ein Druckniveau abgesenkt werden, das zwischen dem Druck am zweiten Druckanschluss 12 und dem Druck am ersten Druckanschluss 11 liegt. Die Kräftebilanz der auf das Dichtelement 6 wirkenden hydraulischen Kräfte ist so ausgelegt, dass das Hauptventil 2 bei der Absenkung des Drucks im Steuerraum 10 durch das Vorsteuerventil 3 eine öffnende Kraft auf das Dichtelement 6 erzeugt.
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In 2 ist eine Ventileinrichtung 21 mit einem Vorsteuerventil 23 im Längsschnitt dargestellt. Die Ventileinrichtung 21 umfasst ein Ventilgehäuse mit einem ersten Druckanschluss und einem zweiten Druckanschluss, wie bei der in 1 dargestellten Ventileinrichtung 1.
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Das nicht näher dargestellte Hauptventil 22 umfasst einen Ventilkolben, der an seinem unteren Ende eine Dichtfläche aufweist, die zur Darstellung eines Ventilsitzes an einer Dichtkante eines Gehäusekörpers dichtend anliegt.
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Wenn der Ventilkolben mit seiner Dichtfläche von der Dichtkante des Gehäusekörpers abhebt, wird der Ventilsitz geöffnet. Bei geöffnetem Ventilsitz (nicht dargestellt) wird eine direkte Verbindung zwischen den beiden Druckanschlüssen freigegeben. Diese Verbindung ist bei geschlossenem Ventilsitz unterbrochen.
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Der Ventilkolben des Hauptventils 22 ist zur Darstellung der Öffnungsbewegung und der Schließbewegung in axialer Richtung, das heißt in 2 nach oben und nach unten, bewegbar. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Längsachse 34 der Ventileinrichtung 21.
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In 2 sieht man an sich nur Teile des Vorsteuerventils 23 der Ventileinrichtung 21, und zwar eine Magnetbaugruppe 25 mit einem Polrohr 26. Das Polrohr 26 umfasst einen Rohrkörper 27, der von einem Bund 31 des Polrohrs 26 ausgeht. Das dem Bund 31 abgewandte Ende des Rohrkörpers 27 des Polrohrs 26 ist durch einen Endkörper 32 verschlossen. Der Endkörper 32 ist durch den Rohrkörper 27 einstückig mit dem Bund 31 des Polrohrs 26 verbunden.
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Die Magnetbaugruppe 25 umfasst des Weiteren einen Anker 35, der in Richtung einer Längsachse 34 in dem Polrohr 26 hin und her bewegbar ist. In einem Sackloch an einem dem Endkörper 32 zugewandten Ende des Ankers 35 ist eine Ankerfeder 37 angeordnet. Durch die Ankerfeder 37, die aus dem Sackloch des Ankers 35 herausragt, ist der Anker 35 von dem Endkörper 32 des Polrohrs 26 weg vorgespannt.
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Die Magnetbaugruppe 25 umfasst des Weiteren eine Magnetspule 40, die in einem Ringraum angeordnet ist, der sich um das Polrohr 26 mit dem Endkörper 32 herum erstreckt. Der Ringraum mit der Magnetspule 40 wird von einem Magnettopf begrenzt, der eine untere Polscheibe 41, eine obere Polscheibe 42 sowie eine Magnethülse 44 umfasst.
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Die Polscheiben 41, 42 haben im Wesentlichen die Gestalt von Kreisringscheiben. Die Magnethülse 44 hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels, der konzentrisch beziehungsweise koaxial zu dem Polrohr 26 mit der Längsachse 34 angeordnet ist.
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Die Magnetbaugruppe 25 ist vollständig von einer Kunststoffumspritzung 46 umgeben. Durch ein Durchgangsloch in der Kunststoffumspritzung 46 erstreckt sich eine elektrische Anschlusseinrichtung 48 hindurch. Über die elektrische Anschlusseinrichtung 48 kann die Magnetspule 40 bestromt werden. Die obere Polscheibe 42 und die Magnethülse 44 sind mit Ausnehmungen versehen, die eine Durchführung der elektrischen Anschlusseinrichtung 48 zu der Magnetspule 40 darstellen.
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In 2 ist zwischen einem oberen Ende des Endkörpers 32 und der Kunststoffumspritzung 46 ein Luftspalt 47 vorhanden. Der Luftspalt 47 stellt ein Spiel dar, das wiederum ein Verdrehen der Magnetspule 40 mit dem Magnettopf und der elektrischen Anschlusseinrichtung 48 ermöglicht, um die elektrische Anschlusseinrichtung 48 beim Montieren der Ventileinrichtung zu positionieren. Dadurch kann die Ventileinrichtung 21 mit der elektrischen Anschlusseinrichtung 48 schnell und einfach an einen vorgegebenen Bauraum angepasst werden.
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Der Bund 31 des Polrohrs 26 stellt einen Absatz 49 dar. Der Absatz 49 stellt einen axialen Anschlag für die Magnetspule 40 mit dem Magnettopf dar. Eine Dichtung 50 ist in axialer Richtung zwischen dem Absatz 49 und der Kunststoffumspritzung 46 der Magnetspule 40 angeordnet. Die Dichtung 50 ist zum Beispiel als O-Ring ausgeführt und so zwischen der Kunststoffumspritzung 46 und dem Absatz 49 angeordnet, dass sie beim Anziehen einer Schraube 54, die zur Befestigung der Magnetbaugruppe 25 dient, nicht zerstört wird.
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Bei der Schraube 54 handelt es sich vorzugsweise um eine Normschraube mit einem Schraubenkopf 55, von dem ein Schraubenschaft 56 mit einem Außengewinde ausgeht. Die Schraube 54 wird mit dem Schraubenschaft 56 in ein Sackloch 58 eingeschraubt, das ein entsprechendes Innengewinde aufweist. Das Sackloch 58 ist zentral in dem oberen Ende 32 des Polrohrs 26 vorgesehen. Zentral bedeutet, dass eine Längsachse der Schraube 54 mit der Längsachse 34 der Ventileinrichtung 21 zusammenfällt.
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Der Schraubenschaft 56 der Schraube 54 erstreckt sich auch durch die Kunststoffumspritzung 46, die zwischen dem Schraubenkopf 55 und dem oberen Ende des Endkörpers 32 des Polrohrs 26 angeordnet ist. Beim Anziehen der Schraube 54 wird die Kunststoffumspritzung 46 so zwischen den Schraubenkopf 55 und dem oberen Ende des Endkörpers 32 des Polrohrs 26 eingespannt, dass sich der Kunststoff verformt, bis er auf dem oberen Ende des Endkörpers 32 des Polrohrs 26 aufliegt und der Luftspalt 47 verschwindet.
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Durch die Gestaltung der Magnetbaugruppe 25 kann die Kunststoffumspritzung 46 mit der Schraube 54 stabil auf dem oberen Ende des Polrohrs 26 positioniert werden. Der Kunststoff der Kunststoffumspritzung 46 steht in dem Bereich zwischen dem Schraubenkopf 55 und dem Endkörper 32 des Polrohrs 26 unter Drucklast und ist somit für hohe Verschraubkräfte und Temperaturen gut geeignet.
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Bei der Montage der Magnetbaugruppe 25 wird die Magnetspule 40 mit dem Magnettopf und der Kunststoffumspritzung 46 auf das Polrohr 26 aufgeschoben, so dass der O-Ring 50 zwischen dem unteren Teil der Kunststoffumspritzung 46 und dem Bund 31 axial vorgespannt wird. Die Vorspannung wird dadurch sichergestellt, dass zwischen dem oberen Ende des Endkörpers 32 des Polrohrs 26 und der Umspritzung 46 vor der Endmontage der Luftspalt 47 vorhanden ist, der während des Anziehens der Schraube 54 durch Verbiegen der Kunststoffumspritzung 46 zu null wird.
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Nach dem Anziehen der Schraube 54 ist die Magnetspule 40 mit dem Magnettopf, der Kunststoffumspritzung 46 und der elektrischen Anschlusseinrichtung 48 gegen Verdrehen gesichert. Zwischen der Schraubenkopfunterseite, der Kunststoffumspritzung 46 und dem oberen Ende des Endkörpers 32 des Polrohrs 26 entsteht eine hohe Flächenpressung, so dass ein unerwünschter Wassereintritt in die Innengeometrie der Magnetbaugruppe 25 verhindert wird.
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In 3 ist ein Ausschnitt mit der Schraube 54 aus 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer zusätzlichen Dichtung 60 dargestellt. Die Dichtung 60 ist in einer Ringnut 61 der Kunststoffumspritzung 46 unterhalb des Schraubenkopfs 55 angeordnet. Beim Anziehen der Schraube 54 wird die Dichtung 60, die zum Beispiel als O-Ring ausgeführt ist, dicht zwischen dem oberen Ende des Endkörpers 32 des Polrohrs und der Kunststoffumspritzung 46 eingespannt.
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Dadurch können noch höhere Dichtheitsanforderungen gegen Wassereintritt in das Innere der Magnetbaugruppe erfüllt werden. Bei der Dichtung 60 kann es sich auch um eine angespritzte Silikondichtung zwischen der Kunststoffumspritzung 46 und dem oberen Ende des Endkörpers 32 des Polrohrs 26 handeln.
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Bei den in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die untere Polscheibe (41 in 2) und die Magnethülse (44 in 2) in einer Kombinationshülse 64 zusammengefasst. Zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden in den 4 und 5 die gleichen Bezugszeichen wie in 2 verwendet. Im Folgenden wird hauptsächlich auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen eingegangen, die in den 2 bis 5 dargestellt sind.
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In 4 ist ein elastisch verformbares Element 66 zwischen den Schraubenkopf 55 der Schraube 54 und einer ringförmigen Erhöhung 68 der Kunststoffumspritzung 46 eingespannt. Bei dem elastisch verformbaren Element 66 handelt es sich zum Beispiel um eine Art Federringscheibe, die ein zentrales Durchgangsloch zum Durchführen des Schraubenschafts 56 aufweist.
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Radial innen greift der Schraubenkopf 55 an dem elastisch verformbaren Element 66 an. Radial außen liegt das elastisch verformbare Element 66 auf der ringförmigen Erhöhung 68 der Kunststoffumspritzung 46 auf. Durch eine geeignete Vorspannung des elastisch verformbaren Elements 66 wird eine Axialkraft auf den Dichtbereich mit der Dichtung 50 zwischen dem Bund 31 des Polrohrs 26 und der Unterseite der Kunststoffumspritzung 46 der Magnetspule 40 erzeugt.
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Das elastisch verformbare Element 66 kann im unbelasteten Zustand eben ausgeführt sein, das heißt, es kann vorteilhaft als Stanzteil aus einem Blech, insbesondere einem Federblech, hergestellt werden. Bei der Verschraubung der Schraube 54 stützt sich das elastisch verformbare Element 66 auf der ringförmigen Erhöhung 68 der Kunststoffumspritzung 46 ab.
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Die ringförmige Erhöhung 68 der Kunststoffumspritzung 46 hat einen größeren Durchmesser als das Polrohr 26. Somit wird die Schraubkraft vom Schraubenkopf 55 auf die Oberseite des elastisch verformbaren Elements 66 eingeleitet, das sich verformt.
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Ein Teil der Schraubkraft geht direkt über das elastische Element 66 in den Bereich der Kunststoffumspritzung 46, der auf dem Bund 31 des Polrohrs 26 aufliegt. Somit ist die Magnetbaugruppe 25 gegen Verdrehen gesichert. Gleichzeitig wirkt eine hohe Flächenpressung zwischen der Kunststoffumspritzung 46 und dem oberen Ende des Endkörpers 32 des Polrohrs 26. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein unerwünschter Wassereintritt verhindert.
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Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine obere Polscheibe 72 der Magnetbaugruppe 25 gegenüber den in den 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen im Innendurchmesser soweit reduziert, dass sich ein Durchgangsloch ergibt, das etwas größer als der Gewindeaußendurchmesser des Schraubenschafts 56 der Schraube 54 ist.
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Daraus ergibt sich, dass die obere Polscheibe 72 direkt auf dem oberen Ende des Endkörpers 32 des Polrohrs 26 aufliegt. Damit führt der Kraftfluss beim Anziehen der Schraube 54 von der Unterseite des Schraubenkopfs 55 über eine optionale Unterlegscheibe 74 und die Kunststoffumspritzung 46 über die obere Polscheibe 72 in den Endkörper 32 des Polrohrs 26. Damit wird ein normalerweise vorhandener Nebenluftspalt zwischen der oberen Polrohrscheibe 72 und dem Polrohr 26 zu null.
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Durch gepunktete Linien 76, 77 sind in 5 magnetische Flusslinien angedeutet, die durch die Gestaltung der oberen Polscheibe 72 axial von der Polscheibe 72 in die Oberseite des Endkörpers 32 des Polrohrs 26 führen, anstatt radial über einen Nebenluftspalt. Dadurch wird der magnetische Widerstand vorteilhaft reduziert. Das wiederum führt zu einer höheren Magnetkraft. Außerdem kann zusätzliches Polmaterial entsprechend der Dicke der oberen Polscheibe 72 eingespart werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013222874 A1 [0002]
