DE102016216694A1 - Magnetically actuated valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein magnetisch betätigbares Ventil, insbesondere Schalt- oder Proportionalventil, zum Öffnen und Schließen eines Fluidflusses durch das Ventil, mit einem magnetisch bewegbaren Schließelement (1), das in eine Öffnungsposition und eine Schließposition bewegbar ist, wobei das Schließelement (1) in der Öffnungsposition eine Ventilöffnung (2) freigibt, sodass der Fluidfluss freigegeben ist, und in der Schließposition die Ventilöffnung (2) schließt, sodass der Fluidfluss geschlossen ist. Vorliegend bildet eine elastische Membran (1) das Schließelement (1), welche die Ventilöffnung (2) aufweist und welche auch zumindest ein magnetisch leitfähiges Element (1A) aufweist, das zumindest abschnittsweise die Ventilöffnung umgibt und zur Bewegung der Membran (1) dient.The invention relates to a magnetically actuated valve, in particular switching or proportional valve, for opening and closing a fluid flow through the valve, with a magnetically movable closing element (1) which is movable to an open position and a closed position, wherein the closing element (1) in the opening position releases a valve opening (2), so that the fluid flow is released, and in the closed position, the valve opening (2) closes, so that the fluid flow is closed. In the present case, an elastic membrane (1) forms the closing element (1) which has the valve opening (2) and which also has at least one magnetically conductive element (1A) which at least partially surrounds the valve opening and serves to move the membrane (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein magnetisch betätigbares Ventil zum Öffnen und Schließen eines Fluidflusses durch das Ventil, mit einem magnetisch bewegbaren Schließelement, das in eine Öffnungsposition und eine Schließposition bewegbar ist, wobei das Schließelement in der Öffnungsposition eine Ventilöffnung freigibt, sodass der Fluidfluss freigegeben ist, und in der Schließposition die Ventilöffnung schließt, sodass der Fluidfluss geschlossen ist.The invention relates to a magnetically actuable valve for opening and closing a fluid flow through the valve, with a magnetically movable closing element which is movable to an open position and a closed position, wherein the closing element in the open position releases a valve opening, so that the fluid flow is released, and in the closed position closes the valve opening, so that the fluid flow is closed.
Ein solches Ventil ist beispielsweise aus der
Ein magnetisch betätigbares Ventil besitzt üblicherweise einen translatorisch bewegbaren Anker. Damit es zuverlässig funktioniert, muss die Lagerung des Ankers sehr präzise gefertigt sein. Dabei handelt es sich in der Regel um eine Gleitlagerung, die zur Reibungsreduktion mit Beschichtungen, Folien oder extra Lagerbuchsen versehen sein kann.A magnetically actuated valve usually has a translationally movable armature. For it to work reliably, the bearing of the anchor must be made very precisely. This is usually a plain bearing, which can be provided for friction reduction with coatings, films or extra bearing bushes.
Übliche magnetisch betätigbare Ventile besitzen einen typischen Aufbau mit getrennten Funktionen: Der beweglich gelagerter Anker übt, meist translatorisch, eine Kraft gegen eine metallische Feder aus. Durch diese Kraft wird ein Schließelement bewegt, welches Druckkanäle, also Ventilöffnungen, wahlweise verschießt oder öffnet. In der Pneumatik sind solche Schließelemente oft als Elastomer realisiert, in der Hydraulik hingegen oft aus Metall oder aus einer Metall-Kunststoff-Kombination.Conventional magnetically actuated valves have a typical structure with separate functions: The movable armature exerts, usually translationally, a force against a metallic spring. By this force, a closing element is moved, which pressure ports, ie valve openings, optionally shoots or opens. In pneumatic such closure elements are often realized as an elastomer, in hydraulics, however, often made of metal or of a metal-plastic combination.
Bei einem metallischen Anker bzw. Schließelement, z. B. bei einem Schieberventil oder Sitzventil, muss das Ventilgehäuse exakt passend zu dem jeweiligen Anker bzw. Schließelement gefertigt werden, andernfalls treten Leckagen auf oder das Ventil ist nicht funktionsfähig.In a metallic anchor or closing element, for. As in a slide valve or seat valve, the valve body must be made exactly matching the respective armature or closing element, otherwise leaks occur or the valve is not functional.
Aufgabe ist es, ein einfach herzustellendes elektromagnetisch betätigbares Ventil bereitzustellen Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hautpanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen entnehmbar.The object is to provide an easily actuated electromagnetically actuated valve. This object is achieved by the features of the Hautpanspruchs. Preferred embodiments are the dependent claims.
Demnach wird ein magnetisch betätigbares Ventil zum Öffnen und Schließen eines Fluidflusses durch das Ventil vorgeschlagen. Das Ventil verfügt über ein magnetisch bewegbares Schließelement, das in eine Öffnungsposition und eine Schließposition bewegbar ist. Das Schließelement gibt in der Öffnungsposition eine Ventilöffnung frei, sodass der Fluidfluss freigegeben ist. Demgegenüber verschließt das Schließelement in der Schließposition die Ventilöffnung, sodass der Fluidfluss geschlossen ist.Thus, a magnetically actuable valve is proposed for opening and closing fluid flow through the valve. The valve has a magnetically movable closing element, which is movable to an open position and a closed position. The closing element releases a valve opening in the open position, so that the fluid flow is released. In contrast, the closing element closes the valve opening in the closed position, so that the fluid flow is closed.
Es ist nun vorgesehen, dass das Schließelement durch eine elastische Membran gebildet ist, welche die Ventilöffnung aufweist. Diese Membran weist zumindest ein magnetisch leitfähiges Element auf, das zumindest abschnittsweise die Ventilöffnung umgibt. Das magnetisch leitfähige Element dient zur magnetischen Anziehung der Membran. Es dient also zur Bewegung des Schließelements des Ventils, d. h. der Membran. Durch dieses kann die Membran somit einfach bewegt werden.It is now provided that the closing element is formed by an elastic membrane having the valve opening. This membrane has at least one magnetically conductive element which surrounds the valve opening at least in sections. The magnetically conductive element serves for magnetic attraction of the membrane. It thus serves to move the closing element of the valve, d. H. the membrane. This allows the membrane to be easily moved.
Das magnetisch leitfähige Element ist insbesondere ferromagnetisch ausgebildet. Beispielsweise besteht es aus Eisen. Dies beinhaltet entsprechende Eisenlegierungen. Insbesondere enthält die Membran das magnetisch leitfähige Element. Das Element bildet dann einen integrierten Bestandteil der Membran. Beispielsweise kann das Element dazu in die Membran eingegossen sein bzw. das Element kann mit der Membran umgossen sein. Dies beinhaltet ein vollständiges und teilweises Ein- bzw. Umgießen des Elements mit Membranwerkstoff. Beispielsweise kann das Element zur Bildung der Membran im Spritzgussverfahren mit Membranwerkstoff umspritzt worden sein. Das magnetisch leitfähige Element kann aus mehreren Segmenten gebildet werden. Die Segmente können dann segmentartig um die Ventilöffnung angeordnet sein.The magnetically conductive element is in particular ferromagnetic. For example, it is made of iron. This includes appropriate iron alloys. In particular, the membrane contains the magnetically conductive element. The element then forms an integral part of the membrane. For example, the element can be cast into the membrane or the element can be cast around with the membrane. This includes a complete and partial encapsulation or encapsulation of the element with membrane material. For example, the element for forming the membrane may have been overmolded by injection molding with membrane material. The magnetically conductive element may be formed of a plurality of segments. The segments can then be arranged in segments around the valve opening.
Das magnetisch leitfähige Element ist insbesondere starr. Somit stützt es die Membran im Bereich der Ventilöffnung. Das magnetisch leitfähige Element umgibt die Ventilöffnung insbesondere vollständig oder segmentartig, insbesondere ringförmig. Beispielsweise bildet das magnetisch leitfähige Element also einen Ring oder zumindest ein Ringsegment um die Ventilöffnung. Durch die Ausführung als Ring wird die Membran im Bereich der Ventilöffnung besonders effektiv gestützt und stabilisiert.The magnetically conductive element is in particular rigid. Thus it supports the membrane in the area of the valve opening. The magnetically conductive element surrounds the valve opening in particular completely or segment-like, in particular annular. For example, the magnetically conductive element thus forms a ring or at least one ring segment around the valve opening. The design as a ring, the membrane is particularly effectively supported and stabilized in the valve opening.
Das magnetisch leitfähige Element kann vormagnetisiert sein. Ein vormagnetisiertes Bauteil weist bereits im Ruhezustand ein dauerhaftes und gerichtetes Magnetfeld auf. Es ist dann also permanentmagnetisch. Somit kann das vormagnetisierte Bauteil sowohl magnetisch angezogen, als auch abgestoßen werden. Das Ventil kann durch das vormagnetisierte magnetisch leitfähige Element somit sowohl aktiv geschlossen, als auch geöffnet werden. Eine Öffnungs- und/oder Schließbewegung der Membran kann dadurch beschleunigt werden.The magnetically conductive element may be biased. A pre-magnetized component already has a permanent and directed magnetic field in the idle state. It is then permanent magnetic. Thus, the premagnetized component can both be magnetically attracted and repelled. The valve can thus be actively closed as well as opened by the premagnetized magnetically conductive element. An opening and / or closing movement of the membrane can thereby be accelerated.
Das Ventil kann über zumindest ein Federelement verfügen, welches eine Rückstellung der Membran in ihre Ausgangsstellung bewirkt oder unterstützt. Bei der Ausgangsposition handelt es sich um eine Position, welche die Membran einnimmt oder zumindest bestrebt ist einzunehmen, wenn sich das Ventil in einer Ruhestellung befindet, insbesondere wenn eine Magnetspule zur Bewegung der Membran unbestromt ist und sie daher kein Magnetfeld erzeugt. Die Ausgangsposition kann insbesondere entweder die Öffnungsposition oder die Schließposition sein. Dementsprechend kann das Ventil normal geöffnet (normally-opened) oder normal geschlossen (normally-closed) ausgeführt sein. Die Ausgangsstellung kann auch eine Zwischenposition zwischen der Öffnungsposition und der Schließposition bilden.The valve may have at least one spring element, which causes or supports a return of the membrane to its initial position. The initial position is a position which occupies the membrane or at least endeavors to take when the valve is in a rest position, in particular when a solenoid for moving the Diaphragm is de-energized and therefore does not generate a magnetic field. In particular, the home position may be either the open position or the closed position. Accordingly, the valve may be normally open (normally-opened) or normally closed. The home position may also form an intermediate position between the open position and the closed position.
Bevorzugt weist die Membran das zumindest eine Federelement auf, das eine Rückstellung der Membran in ihre Ausgangsposition bewirkt oder unterstützt. Insbesondere enthält die Membran das Federelement. Das Federelement bildet dann einen integrierten Bestandteil der Membran. Beispielsweise kann das Federelement dazu in die Membran eingegossen sein bzw. das Federelement kann mit der Membran umgossen sein. Dies beinhaltet ein vollständiges und teilweises Ein- bzw. Umgießen des Federelements mit Membranwerkstoff. Beispielsweise kann das Federelement zur Bildung der Membran im Spritzgussverfahren mit Membranwerkstoff umspritzt worden sein.Preferably, the membrane has the at least one spring element, which causes or supports a return of the membrane to its starting position. In particular, the membrane contains the spring element. The spring element then forms an integral part of the membrane. For example, the spring element may be cast into the membrane or the spring element may be cast around with the membrane. This includes a complete and partial encapsulation or encapsulation of the spring element with membrane material. For example, the spring element to form the membrane by injection molding with membrane material may be encapsulated.
Das Federelement ist bevorzugt als Membranfeder ausgeführt. Das Federelement kann mit dem magnetisch leitfähigen Element der Membran in Kontakt stehen. Somit kann der magnetische Fluss im Ventil besser vom Federelement auf das magnetisch leitfähige Element geführt werden. Dies erhöht den magnetischen Fluss und die von der Membran aufgebrachte Stellkraft zur Bewegung der Membran.The spring element is preferably designed as a diaphragm spring. The spring element may be in contact with the magnetically conductive element of the membrane. Thus, the magnetic flux in the valve can be better guided by the spring element on the magnetically conductive element. This increases the magnetic flux and the force applied by the diaphragm to move the diaphragm.
Das Federelement kann selbst magnetisch leitfähig sein, insbesondere ferromagnetisch. Das Federelement kann die Bewegung und das Halten der Membran in der Öffnungs- und/oder Schließstellung somit unterstützen. Auch das Federelement kann vormagnetisiert sein. Das Federelement kann mit einem magnetisch leitfähigen Magnetkörper bzw. einer entsprechenden Struktur des Magnetkörpers des Ventils in Kontakt stehen. Auch hierdurch kann der magnetische Fluss im Ventil verbessert werden.The spring element itself may be magnetically conductive, in particular ferromagnetic. The spring element can thus support the movement and holding of the membrane in the open and / or closed position. Also, the spring element may be biased. The spring element may be in contact with a magnetically conductive magnet body or a corresponding structure of the magnet body of the valve. This also improves the magnetic flux in the valve.
Die Membran ist bevorzugt scheibenförmig ausgeführt, mit der Ventilöffnung in der Mitte der Scheibe. Insbesondere liegt die Membran in der Schließposition mit der Ventilöffnung an einem Anschlag an und verschließt die Ventilöffnung dadurch. Somit wird die Schließfunktion des Ventils einfach realisiert.The membrane is preferably designed disc-shaped, with the valve opening in the middle of the disc. In particular, in the closed position with the valve opening, the membrane bears against a stop and thereby closes the valve opening. Thus, the closing function of the valve is easily realized.
Das Schließelement vereint vorliegend die bei üblichen Ventilen oftmals separat ausgeführten Bauteile Ventilkolben, Rückstell- und Schließ- bzw. Dichtelement sowie die Führung des magnetischen Flusses zur Steuerung der Ventilfunktion. Hierbei ist die Membran bei verhältnismäßig geringer Krafteinwirkung elastisch deformierbar. Die Membran wird zur Steuerung des Fluidflusses also elastisch deformiert.In the present case, the closing element combines the components, which are often separately constructed in conventional valves, of the valve piston, restoring and closing or sealing element and the guidance of the magnetic flux for controlling the valve function. Here, the membrane is elastically deformable at relatively low force. The membrane is thus deformed elastically to control the fluid flow.
Bevorzugt ist die Membran mit magnetisch leitfähigen Partikeln versetzt. Die magnetisch leitfähigen Partikeln in der Membran können insbesondere ferromagnetisch sein. Sie können auch vormagnetisiert sein. Die Partikel liegen insbesondere als feinverteiltes Teilchen in einem Matrixwerkstoff der Membran vor. Beispielsweise kann es sich bei den Partikeln um Eisenpulver oder dergleichen handeln. Der Matrixwerkstoff sorgt für die Elastizität der Membran. Die magnetisch leitfähigen Partikeln sorgen für eine zusätzliche magnetische Leitfähigkeit der Membran. Bei dem Matrixwerkstoff handelt es sich insbesondere um einen Polymer, insbesondere einen Elastomer.Preferably, the membrane is mixed with magnetically conductive particles. The magnetically conductive particles in the membrane may in particular be ferromagnetic. They can also be biased. The particles are present in particular as a finely divided particle in a matrix material of the membrane. For example, the particles may be iron powder or the like. The matrix material ensures the elasticity of the membrane. The magnetically conductive particles provide additional magnetic conductivity of the membrane. The matrix material is in particular a polymer, in particular an elastomer.
Beim Einprägen eines magnetischen Flusses in die Membran führt dieser dazu, dass die Membran ausgelenkt wird und sich dadurch mindestens ein fluidführender Kanal, nämlich die genannte Ventilöffnung, entweder öffnet oder schließt. Bei Abschalten des magnetischen Flusses bewegt sich die zuvor elastisch deformierte Membran wieder in ihre Ausgangsposition zurück und schließt bzw. öffnet somit den zuvor geöffneten bzw. geschlossenen fluidführenden Kanal wieder.When a magnetic flux is injected into the membrane, this causes the membrane to deflect and thereby at least one fluid-conducting channel, namely the valve opening, either opens or closes. When switching off the magnetic flux, the previously elastically deformed membrane moves back to its original position and thus closes or opens the previously opened or closed fluid-carrying channel again.
Die Bewegung der Membran erfolgt insbesondere durch genau eine oder mehrere Magnetspulen. Die Magnetspule erzeugt bei elektrischer Bestromung ein Magnetfeld. Das Magnetfeld bewirkt einen magnetischen Fluss in den magnetisch leitenden Bauteilen der Membran, also in dem magnetisch leitenden Element und gegebenenfalls den Partikeln und gegebenenfalls dem Federelement. Damit wird darin eine Magnetkraft erzeugt. Durch diese Magnetkraft ist die Membran in zumindest eine von der Öffnungsposition und Schließposition bewegbar.The movement of the membrane is effected in particular by exactly one or more magnetic coils. The magnetic coil generates a magnetic field when electrical current is applied. The magnetic field causes a magnetic flux in the magnetically conductive components of the membrane, ie in the magnetically conductive element and optionally the particles and possibly the spring element. Thus, a magnetic force is generated therein. By this magnetic force, the membrane is movable in at least one of the open position and closed position.
Bei dem Ventil kann es sich insbesondere um ein Schaltventil handeln, also um ein Ventil, das durch entsprechende elektrische Bestromung der Magnetspule entweder offen oder geschlossen ist. Oder es kann sich bei dem Ventil um ein Proportionalventil handeln, also um ein Ventil, das proportional zur elektrischen Bestromung bzw. zugeführten Stromstärke öffnet oder schließt. Somit kann proportional zur elektrischen Bestromung ein Fluiddruck am Ausgang des Ventils oder ein Fluidvolumenstrom durch das Ventil eingestellt werden.The valve may in particular be a switching valve, that is to say a valve which is either open or closed by corresponding electrical energization of the magnetic coil. Or the valve may be a proportional valve, ie a valve which opens or closes in proportion to the electrical current or current supplied. Thus, a fluid pressure at the outlet of the valve or a fluid volume flow through the valve can be adjusted in proportion to the electrical current flow.
Das Ventil kann beispielsweise als Flüssigkeitsventil oder Gasventil ausgeführt sein. Somit kann es sich bei dem Ventil insbesondere um ein Hydraulikventil oder auch um ein Pneumatikventil handeln. Ein solches Hydraulikventil ist beispielsweise in einem Kraftfahrzeugaggregat, wie insbesondere einem Kraftfahrzeuggetriebe oder einem Kraftfahrzeugbremssystem oder Kraftfahrzeugdynamikregelungssystem einsetzbar. Andere beispielhafte Anwendungsgebiete eines solchen Ventils können sein: in einem Kraftfahrzeuglenksystem, in einem Windkraftgetriebe, in einer Pitch-Verstellung von Windkraftanlagen.The valve may be designed, for example, as a liquid valve or gas valve. Thus, the valve may in particular be a hydraulic valve or a pneumatic valve. Such a hydraulic valve is for example in a motor vehicle unit, such as in particular a motor vehicle transmission or a motor vehicle brake system or Vehicle dynamics control system used. Other exemplary applications of such a valve may be: in a motor vehicle steering system, in a wind power transmission, in a pitch adjustment of wind turbines.
Durch die Elastizität der Membran werden die Aufprallimpuls in den mechanischen Endlagen selbständig gedämpft. Somit kann eine konstruktive oder ansteuerungstechnische Endlagendämpfung entfallen. Das Geräuschniveau des Ventils ist dadurch gering. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Membran kann im Gegenzug erhöht sein. Entsprechend hoch kann die Ventildynamik sein. Die Elastizität der Membran gleicht zudem Ungenauigkeiten des Ventils in den Endlagen, dies sind in der Regel die Öffnungsposition und die Schließposition, aus. Somit kann das Ventil insgesamt ungenauer und damit kostengünstiger gefertigt werden, ohne dass es zu Einschränkungen der Funktionalität kommt.Due to the elasticity of the membrane, the impact impulses are automatically damped in the mechanical end positions. Thus, a design or control technology Endlagendämpfung omitted. The noise level of the valve is thereby low. The speed of movement of the membrane can be increased in return. The valve dynamics can be correspondingly high. The elasticity of the membrane also compensates for inaccuracies of the valve in the end positions, these are usually the open position and the closed position, from. Thus, the valve can be made more inaccurate overall and thus more cost-effectively, without resulting in limitations of functionality.
Der Anschlag kann an einem Magnetjoch angeordnet sein. Das Magnetjoch trägt hierbei die elektrische Magnetspule und dient zur Führung des von der Magnetspule erzeugten Magnetfeldes. Die Magnetspule ist zur Erzeugung des Magnetfeldes elektrisch bestrombar. Das Magnetfeld dient dann, wie erläutert, zur Bewegung der Membran. Der Anschlag kann auch in einem Ventilgehäuse, das die Membran aufnimmt oder trägt, angeordnet sein. Durch diese Maßnahmen kann der Anschlag einfach realisiert werden.The stop can be arranged on a magnetic yoke. The magnetic yoke in this case carries the electric solenoid and serves to guide the magnetic field generated by the magnetic coil. The magnetic coil can be electrically energized to generate the magnetic field. The magnetic field then serves, as explained, to move the membrane. The stop may also be arranged in a valve housing which receives or carries the membrane. By these measures, the stop can be easily realized.
Bevorzugt ist die Membran an einer ersten Stirnseite des Ventils angeordnet. Diese Stirnseite liegt einer zweiten Stirnseite des Ventils gegenüber. Im Bereich dieser zweiten Stirnseite kann die elektrische Magnetspule zur Erzeugung des Magnetfeldes, das zur Bewegung der Membran dient, vorgesehen sein. Somit ist das Ventil einfach aufgebaut und einfach herstellbar.Preferably, the membrane is arranged on a first end face of the valve. This end face is opposite to a second end face of the valve. In the region of this second end face, the electric magnetic coil can be provided for generating the magnetic field which serves to move the membrane. Thus, the valve is simple and easy to manufacture.
Bevorzugt verfügt das Ventil über ein Ventilgehäuse. Dieses kann gemeinsam mit der Membran monolithisch ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Membran ein integrierter Teil (Membranteil) des Ventilgehäuses sein. Dazu kann die Membran ein im Vergleich zum restlichen Ventilgehäuse dünnwandiger Abschnitt des Ventilgehäuses sein, insbesondere an einem stirnseitigen Ende des Ventilgehäuses. Bevorzugt ist auch das Magnetjoch, welches die Magnetspule zur Bewegung der Membran trägt, vorgesehen. Dieses Magnetjoch kann dann gemeinsam mit der Membran und dem Ventilgehäuse monolithisch ausgeführt sein. Die Magnetspule ist dann insbesondere in das Ventilgehäuse eingegossen, insbesondere in einem Spritzgussverfahren (also eingespritzt). Somit wird ein kompaktes und einfach herstellbares Ventil ermöglicht.Preferably, the valve has a valve housing. This can be carried out monolithic together with the membrane. For example, the membrane may be an integrated part (membrane part) of the valve housing. For this purpose, the membrane may be a thin-walled section of the valve housing in comparison with the rest of the valve housing, in particular at an end face of the valve housing. Preferably, the magnetic yoke, which carries the magnetic coil for moving the membrane, provided. This magnetic yoke can then be made monolithic together with the membrane and the valve housing. The magnet coil is then cast in particular in the valve housing, in particular in an injection molding process (ie injected). Thus, a compact and easy to produce valve is possible.
Eine monolithische Ausführung bedeutet insbesondere, dass das bzw. die jeweiligen Bauteile des Ventils aus einem Werkstoff und aus einem Stück bestehen und am Stück erzeugt wurden, beispielsweise gemeinsam gegossen. Besonders bevorzugt wird vorliegend als Werkstoff ein Polymer, insbesondere ein Elastomer, mit darin enthaltenen magnetisch leitfähigen Partikeln eingesetzt. Besonders wird das daraus jeweils gefertigte Teil des Ventils im Gussverfahren, insbesondere Spritzgussverfahren, oder durch 3D-Druck hergestellt.A monolithic design means, in particular, that the or the respective components of the valve consist of a material and of one piece and have been produced in one piece, for example cast together. In the present case, the material used is particularly preferably a polymer, in particular an elastomer, with magnetically conductive particles contained therein. In particular, the part of the valve produced therefrom is produced in the casting process, in particular injection molding, or by 3D printing.
Bevorzugt ist bei dem Ventil ein Ventilkörper vorgesehen. Der Ventilkörper vereint die bei üblichen Ventilen oftmals separat ausgeführten Teile: Ventilgehäuse, Ventilkolben, Rückstell- und Schließelement sowie die Führung des magnetischen Flusses zur Steuerung der Ventilfunktion. Der Ventilkörper weist daher insbesondere integriert das oben genannte Ventilgehäuse, das Magnetjoch sowie die Membran auf. Der Ventilkörper ist hierbei monolithisch ausgeführt. Somit kann der Ventilkörper am Stück oder in wenigen einzelnen Stücken im Gussverfahren, insbesondere Spritzgussverfahren, oder durch 3D-Druck hergestellt worden sein. Die vom Magnetjoch getragene Magnetspule zur Bewegung der Membran kann als Einlegeteil eingegossen bzw. umgossen bzw. eingedruckt sein. Ebenso kann eine magnetisch leitfähige Struktur, wie ein ferromagnetischer Käfig, als Einlegeteil eingegossen bzw. umgossen sein.Preferably, a valve body is provided in the valve. The valve body combines the usual parts of common valves often performed parts: valve body, valve piston, restoring and closing element and the leadership of the magnetic flux to control the valve function. The valve body therefore has, in particular integrated, the abovementioned valve housing, the magnetic yoke and the membrane. The valve body is designed monolithic. Thus, the valve body may be made in one piece or in a few individual pieces in the casting process, in particular injection molding, or by 3D printing. The magnetic coil carried by the magnetic yoke for movement of the membrane can be cast or molded or imprinted as an insert. Likewise, a magnetically conductive structure, such as a ferromagnetic cage, can be cast or cast as an insert.
Zur Realisierung der Membran ist insbesondere mindestens eine Teil des Ventilkörpers bei verhältnismäßig geringer Kraftwirkung überwiegend elastisch deformierbar ausgeführt, während die übrigen Teile des Ventilkörpers im Verhältnis dazu steif ausgeführt sind. Der verhältnismäßig leicht deformierbare Teil des Ventilkörpers bildet die Membran und damit das Schließelement des Ventils. Die Membran wird zur Steuerung des Fluidflusses überwiegend elastisch deformiert, während sich der verhältnismäßig steife Teil des Ventilkörpers (also zumindest das Ventilgehäuse und das Magnetjoch) im Betrieb des Ventils nicht oder nur unwesentlich, jedenfalls nicht funktionswirksam, deformiert.For the realization of the membrane, in particular at least one part of the valve body is designed to be predominantly elastically deformable with a relatively small force action, while the other parts of the valve body are rigid in relation thereto. The relatively easily deformable part of the valve body forms the membrane and thus the closing element of the valve. The membrane is predominantly elastically deformed to control the fluid flow, while the relatively stiff part of the valve body (ie at least the valve housing and the magnetic yoke) during operation of the valve is not or only slightly, at least not functionally effective, deformed.
Beim Einprägen eines elektrischen Stroms durch die Magnetspule(n) wird ein Magnetfeld mit einem magnetischen Fluss im Ventilkörper erzeugt. Dieser führt dazu, dass der elastisch deformierbaren Bestandteile des Ventilkörpers, also die Membran, ausgelenkt wird und dadurch mindestens die Ventilöffnung öffnet oder schließt. Bei Abschalten des elektrischen Stroms in den Magnetspule(n) bewegt sich der zuvor elastisch deformierte Teil des Ventilkörpers, also die Membran, wieder in ihre Ausgangskonfiguration zurück und schließt bzw. öffnet somit wieder die zuvor geöffneten bzw. geschlossenen Ventilöffnung.When impressing an electric current through the magnetic coil (s), a magnetic field is generated with a magnetic flux in the valve body. This results in that the elastically deformable components of the valve body, so the membrane is deflected and thereby opens or closes at least the valve opening. When switching off the electric current in the solenoid coil (s), the previously elastically deformed part of the valve body, so the membrane, moves back into its initial configuration and thus closes or opens again the previously opened or closed valve opening.
Im Folgenden wird die Erfindung von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. Dabei zeigen jeweils in schematischer Darstellung: In the following, the invention is explained in more detail by figures, from which further preferred embodiments and features of the invention can be removed. In each case show in a schematic representation:
In den Figuren sind gleiche oder zumindest funktionsgleiche Bauteile bzw. Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or at least functionally identical components or elements are provided with the same reference numerals.
Die Membran
Das Ventil ist vorliegend beispielhaft im Wesentlichen zylinderförmig ausgeführt. Eine Längsachse des Ventils ist mit dem Bezugszeichen L gekennzeichnet. Die Membran
Beispielhaft liegt im Bereich stromauf der ersten Ventilöffnung
Zur Betätigung des Ventils (öffnen, schließen), also zur Bewegung des Schließelements bzw. der Membran
Durch eine entsprechende elektrische Bestromung der Magnetspule kann die Membran
Im Ausführungsbeispiel gemäß
Der Anschlag
Beim Bewegen der Membran
Das Federelement
Gemäß der Ausführungsform nach
Die Membran
Das magnetisch leitfähige Element
Es ist möglich, dass die Membran
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schließelement, MembranClosing element, membrane
- 1A1A
- magnetisch leitfähiges Element, Ringmagnetically conductive element, ring
- 1B1B
- Federelement, MembranfederSpring element, diaphragm spring
- 22
- Ventilöffnungvalve opening
- 33
- Ventilöffnungvalve opening
- 44
- Magnetspulesolenoid
- 55
- Anschlagattack
- 66
- Magnetjochyoke
- 77
- Ventilgehäusevalve housing
- 7A7A
- VentilgehäuseteilValve housing part
- 7B7B
- VentilgehäuseteilValve housing part
- 7C7C
- magnetisch leitfähige Struktur, Käfigmagnetically conductive structure, cage
- 7D7D
- magnetisch leitfähige Struktur, Käfigmagnetically conductive structure, cage
- LL
- Längsachselongitudinal axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007012967 A1 [0002] DE 102007012967 A1 [0002]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102016216694.8A DE102016216694A1 (en) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Magnetically actuated valve |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102016216694.8A DE102016216694A1 (en) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Magnetically actuated valve |
Publications (1)
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Family
ID=61197951
Family Applications (1)
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DE102016216694.8A Withdrawn DE102016216694A1 (en) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | Magnetically actuated valve |
Country Status (1)
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4109978A1 (en) | 1990-03-28 | 1991-10-10 | Usui Kokusai Sangyo Kk | TEMPERATURE FEEDING FAN COUPLING DEVICE OF THE LIQUID TYPE |
US5271431A (en) | 1990-02-07 | 1993-12-21 | Robert Bosch Gmbh | Microvalve |
DE4422945C2 (en) | 1994-06-30 | 2003-07-10 | Bosch Gmbh Robert | Valve |
DE102007012967A1 (en) | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Hydraulik-Ring Gmbh | Piston sliding valve i.e. cartridge valve, for use in camshaft adjuster, has non-return valve i.e. ball seat valve, arranged in sleeve of hydraulic part, where flow opening is oriented in sleeve with non-return valve in blocking direction |
-
2016
- 2016-09-05 DE DE102016216694.8A patent/DE102016216694A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5271431A (en) | 1990-02-07 | 1993-12-21 | Robert Bosch Gmbh | Microvalve |
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