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Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine Ankervorrichtung für ein Magnetventil, ein Magnetventil mit einer Ankervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen und ein Verfahren zum Betreiben einer Ankervorrichtung.
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Für Magnetventile kommen sogenannte Ringkolbenventile oder Kippventile zum Einsatz. Bei Ringkolbenventilen ist ein Anker zum Verschließen einer Magnetventilöffnung in einem Ringkolben beweglich angeordnet. Bei Kippventilen ist ein Anker zum Verschließen einer Magnetventilöffnung kippbar angeordnet.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe des vorliegenden Ansatzes eine verbesserte Ankervorrichtung für ein Magnetventil (beispielsweise für eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug), ein Magnetventil mit einer verbesserten Ankervorrichtung, ein Verfahren zum Herstellen einer verbesserten Ankervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer verbesserten Ankervorrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Ankervorrichtung für ein Magnetventil, ein Magnetventil mit einer Ankervorrichtung, ein Verfahren zum Herstellen einer Ankervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Ankervorrichtung gemäß den Hauptansprüchen gelöst.
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Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass unter Verwendung einer hier vorgestellten Ankervorrichtung ein Ankerelement für ein Magnetventil sowohl gedämpft als auch in zumindest einer Ebene zu mehreren Seiten sicher gestützt gehalten und/oder bewegt werden kann.
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Eine Ankervorrichtung für ein Magnetventil (beispielsweise für eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug) weist zumindest ein spiralförmiges und/oder helixförmiges Federelement und ein Ankerelement auf. Das spiralförmige und/oder helixförmige Federelement ist dazu ausgeformt, um das Ankerelement axial und lateral zu kontaktieren, um das Ankerelement bei einem Bewegen des Ankerelements axial und lateral zu führen. Das Ankerelement ist dazu ausgeformt, um eine Öffnung des Magnetventils zu verschließen, wobei zumindest ein Ankerabschnitt des Ankerelements in einem Teil eines Innenraums in dem Federelement angeordnet ist.
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Die Ankervorrichtung ist zur Verwendung in oder mit einem Magnetventil ausgeformt. In einer Betriebsstellung der Ankervorrichtung in oder an dem Magnetventil kann das Ankerelement der Ankervorrichtung beispielsweise in einer Schließstellung die Öffnung des Magnetventils verschließen und/oder die Öffnung in einer Offenstellung freigeben. Beispielsweise kann das Ankerelement in der Schließstellung auf der Öffnung aufliegend und in der Offenstellung beabstandet zu der Öffnung angeordnet sein. Beim Bewegen des Ankerelements, beispielsweise von der Schließstellung zu der Offenstellung und/oder von der Offenstellung zu der Schließstellung kann das Ankerelement axial, also entlang einer Federachse des Federelements, bewegt werden.
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Das spiralförmige und/oder helixförmige Federelement kann zumindest einen helixförmigen Federabschnitt aufweisen, der in Form einer Helix oder zylindrischen Spirale, also schrauben- oder wendelförmig gewickelt ist und/oder einen spiralförmigen Federabschnitt aufweisen, der sich in einer Ebene verbreiternd gewickelt ist. Das Federelement kann ein metallisches Material aufweisen, beispielsweise kann das Federelement ein gewickelter Draht sein.
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Beispielsweise kann das Federelement das Ankerelement radial kontaktieren oder umfassen. Hierbei kann das Federelement dazu angeordnet sein, um das Ankerelement bei einem Überführen von der Schließstellung, in der das Ankerelement die Öffnung des Magnetventils verschließt, zu der Offenstellung, in der das Ankerelement die Öffnung des Magnetventils freigibt, und/oder von der Offenstellung zu der Schließstellung axial und lateral oder radial zu führen, beispielsweise axial und lateral oder radial in einer Ebene zu stabilisieren. Der Ankerabschnitt kann in dem Teil des Innenraums in dem Federelement eingespannt sein. Hierbei kann zumindest ein Teilabschnitt eines Federabschnitts des Federelements einen Außenwandabschnitt einer Außenwand des Ankerabschnitts einspannen, beispielsweise einen umlaufenden Außenwandabschnitt. So kann das Ankerelement umlaufend stabilisiert werden.
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Von Vorteil ist es nun, wenn gemäß einer Ausführungsform ein erster Federabschnitt des Federelements einen ersten Radius aufweist und ein zweiter Federabschnitt des Federelements einen zweiten Radius aufweist, wobei der erste Radius und der zweite Radius unterschiedliche Größen aufweisen, insbesondere wobei der erste Radius größer sein kann, als der zweite Radius. So kann beispielsweise der Ankerabschnitt in dem ersten Federabschnitt angeordnet sein und den Ankerabschnitt seitlich umspannen und der zweite Federabschnitt mit dem kleineren Radius dazu ausgeformt sein, um auf einer Oberfläche des Ankerelements aufzuliegen oder auf der Oberfläche aufliegen. So wäre vorteilhafterweise das axiale und laterale Führen und/oder Stabilisieren des Ankerelements ermöglicht.
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Das Federelement kann zudem einen dritten Federabschnitt mit einem dritten Radius aufweisen, dessen Größe sich von dem ersten Radius und/oder dem zweiten Radius unterscheidet, insbesondere wobei der erste Radius und/oder der zweite Radius größer sein können, als der dritte Radius. So kann das Ankerelement vonseiten der Oberfläche axial an mehreren Stellen bezüglich einer Ebene gestützt werden, um beim Bewegen des Ankerelements ein Kippen des Ankerelements zu einer Seite besonders effektiv verhindern zu können. Beispielsweise kann der dritte Federabschnitt zumindest teilweise in dem zweiten Federabschnitt anordenbar oder angeordnet sein. Der zweite Federabschnitt kann demnach zwischen dem ersten und dem dritten Federabschnitt angeordnet sein.
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Das Ankerelement kann scheibenförmig ausgeformt sein. Insbesondere kann das Ankerelement zwei im Wesentlichen parallele Hauptoberflächen aufweisen. Ein scheibenförmiges Ankerelement kann als ein Ankerelement verstanden werden, bei dem eine Höhe des Ankerelements kleiner ist, als eine Breite des Ankerelements, beispielsweise kleiner als ein Ankerelementradius des Ankerelements. Ein derartiges scheibenförmiges Ankerelement ist zur Aufnahme in und an das vorangehend beschriebene Federelement mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen Radien geeignet.
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Zumindest ein Federabschnitt des Federelements kann dazu ausgeformt sein, um das Ankerelement an zumindest einer Oberfläche zu kontaktieren und/oder ein anderer Federabschnitt kann dazu ausgeformt sein, um das Ankerelement an zumindest einem quer zu der Oberfläche angeordneten Außenwandabschnitt einer Außenwand des Ankerelements zu kontaktieren oder einzuspannen. Die Oberfläche kann eben ausgeformt sein. So können beispielsweise in einem gespannten Zustand des Federelements der zweite und dritte Federabschnitt an der Oberfläche aufliegen oder eine Kraft auf diese ausüben. Gleichzeitig kann der erste Federabschnitt das Ankerelement seitlich einspannen und so stabilisieren.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der zumindest eine Außenwandabschnitt des Ankerelements zumindest eine Ausnehmung zum Einlegen oder Anlegen zumindest eines Teilabschnitts eines Federabschnitts des Federelements aufweist. Diese Ausnehmung kann umlaufend in den Außenwandabschnitt angeformt sein und zumindest teilweise konkav ausgeformt sein. Beispielsweise kann zumindest eine Federwicklung oder ein Wicklungsabschnitt einer Federwicklung des ersten Federabschnitts an die Ausnehmung angelegt oder in die Ausnehmung eingelegt sein. So kann eine formschlüssige Aufnahme des Federelements an dem Außenwandabschnitt gewährleistet sein, um ein Verrutschen des Federelements oder ein Herausrutschen des Ankerelements aus dem Innenraum zu verhindern.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Ankerelement zumindest eine Stufe auf, wobei der in dem Teil des Innenraums aufgenommene Ankerabschnitt einen kleineren Durchmesser aufweist, als ein in einer Betriebsstellung der Ankervorrichtung in dem Magnetventil der Öffnung des Magnetventils zugewandter weiterer Ankerabschnitt des Ankerelements. Die Stufe kann umlaufend in oder an dem Außenwandabschnitt angeformt sein. Diese Stufe kann dazu ausgeformt sein, um als ein Anschlag für das Federelement zu dienen. Somit kann eine hohe Kraft durch das Federelement auf das Ankerelement übertragen werden, beispielsweise um die Öffnung geschossen zu halten.
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Die Ankervorrichtung kann zusätzlich oder alternativ auch ein spiralförmiges und/oder helixförmiges weiteres Federelement aufweisen, das dazu ausgeformt ist, um das Ankerelement axial und lateral zu kontaktieren, um das Ankerelement bei einem Bewegen des Ankerelements axial und lateral zu führen, wobei zumindest ein dem Ankerabschnitt gegenüberliegender zusätzlicher Ankerabschnitt des Ankerelements in einem Teil eines weiteren Innenraums in dem weiteren Federelement angeordnet sein kann. Ein derartiges weiteres Federelement ermöglicht vorteilhafterweise eine federbare und geführte und/oder gestützte Aufnahme des Ankerelements von einem benachbart zu dem Außenwandabschnitt angeordneten weiteren Außenwandabschnitt der Außenwand des Ankerelements sowie vonseiten einer der Oberfläche gegenüberliegenden weiteren Oberfläche des Ankerelements. Zwischen dem Außenwandabschnitt und dem weiteren Außenwandabschnitt kann eine Stufe oder mehrere Stufen angeordnet sein. Eine kippfreie Stabilität des Ankerelements in der Ebene ist durch das weitere Federelement erhöht.
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Alternativ zu dem weiteren Federelement kann die Ankervorrichtung aber auch ein Ankerelement aufweisen, welches komplett in dem Federelement aufgenommen ist, insbesondere wobei ein auf einer dem zweiten Federabschnitt gegenüberliegenden Seite des Ankerelements angeordneter weiterer Federabschnitt des Federelements einen kleineren Radius aufweisen kann, als der erste Federabschnitt. Der weitere Federabschnitt kann dem zweiten und/oder dritten Federabschnitt entsprechend ausgeformt sein. Auch ein derart ausgeformtes Federelement ermöglicht eine federbare und geführte und/oder gestützte Aufnahme des Ankerelements von einem benachbart zu dem Außenwandabschnitt angeordneten weiteren Außenwandabschnitt der Außenwand des Ankerelements sowie vonseiten einer der Oberfläche gegenüberliegenden weiteren Oberfläche des Ankerelements.
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Ein Magnetventil weist eine Ankervorrichtung in einer der vorangehend beschriebenen Varianten auf. Ein solches Magnetventil ermöglicht vorteilhafterweise ein Öffnen und/oder Schließen einer Öffnung des Magnetventils, wobei das Ankerelement zum Verschließen der Öffnung vorteilhafterweise bei einem Bewegen des Ankerelements sowohl axial als auch lateral kippsicher geführt ist.
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Das Federelement des Magnetventils kann zwischen einem Spulenkörperabschnitt eines Spulenkörpers des Magnetventils und dem Ankerelement, beispielsweise gegen die Stufe des Ankerelements, eingespannt sein. Bei dem Spulenkörperabschnitt kann es sich um einen Gehäuseabschnitt der Magnetspule oder einen Abschnitt der Spule selbst handeln.
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Zumindest ein Magnetabschnitt eines benachbart zu dem Ankerelement angeordneten Magnetkernelements des Magnetventils kann in einem Federabschnitt des Federelements aufgenommen sein. Beispielsweise kann der Magnetabschnitt in dem dritten Federabschnitt aufgenommen sein. Eine Steifigkeit des Federelements ist somit in einem magnetisierten Zustand des Magnetkernelements vorteilhafterweise erhöht.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer der vorangehend vorgestellten Ankervorrichtungen für ein Magnetventil (beispielsweise für eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug) umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines spiralförmigen und/oder helixförmigen Federelements, das dazu ausgeformt ist, um ein Ankerelement axial und lateral zu kontaktieren, um das Ankerelement bei einem Bewegen des Ankerelements axial und lateral zu führen, und des Ankerelements, das dazu ausgeformt ist, um eine Öffnung des Magnetventils zu verschließen; und
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Anordnen zumindest eines Ankerabschnitts des Ankerelements in einem Teil eines Innenraums in dem Federelement.
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Ein Verfahren zum Betreiben einer der vorangehend vorgestellten Ankervorrichtungen umfasst den folgenden Schritt:
- Bewegen des Federelements, um das Ankerelement zu bewegen, um ein Öffnen oder Schließen einer Öffnung des Magnetventils zu ermöglichen.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte eines der hier vorgestellten Verfahren in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante des Ansatzes in Form einer Vorrichtung kann die dem Ansatz zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung für ein Magnetventil gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine perspektivische seitliche Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 einen Abschnitt einer perspektivischen seitlichen Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 5 eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung eines Federelements einer Ankervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 6 eine perspektivische seitliche Darstellung eines Federelements gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 7 eine schematische Aufsicht auf ein Federelement gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 8 eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 9 eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 10 eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung eines Magnetventils mit einer Ankervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 11 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Ankervorrichtung für ein Magnetventil für eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 12 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Ankervorrichtung für ein Magnetventil gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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1 zeigt eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung 100 für ein Magnetventil (beispielsweise für eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug) gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Die Ankervorrichtung 100 ist zur Verwendung mit oder in dem Magnetventil für eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug ausgeformt und weist zumindest ein spiralförmiges und/oder helixförmiges Federelement 105 und ein Ankerelement 110 auf. Das spiralförmige und/oder helixförmige Federelement 105 ist dazu ausgeformt, um das Ankerelement 110 axial und lateral zu kontaktieren, um das Ankerelement 110 bei einem Bewegen des Ankerelements 110 axial und lateral zu führen. Das Ankerelement 110 ist dazu ausgeformt, um eine Öffnung des Magnetventils zu verschließen, wobei zumindest ein Ankerabschnitt 115 des Ankerelements 110 in einem Teil eines Innenraums 120 in dem Federelement 105 angeordnet ist.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist ein erster Federabschnitt 125 des Federelements 105 einen ersten Radius und ein zweiter Federabschnitt 130 des Federelements 105 einen zweiten Radius auf, wobei der erste Radius und der zweite Radius unterschiedliche Größen aufweisen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Radius größer, als der zweite Radius. Optional weist das Federelement 105 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zudem einen dritten Federabschnitt 135 mit einem dritten Radius auf, dessen Größe sich von dem ersten Radius und/oder dem zweiten Radius unterscheidet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Radius und/oder der zweite Radius größer, als der dritte Radius. Der zweite Federabschnitt 130 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem ersten Federabschnitt 125 und dem dritten Federabschnitt 135 angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Federabschnitt 125 und der dritte Federabschnitt 135 helixförmig gewickelt.
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Das Ankerelement 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel scheibenförmig ausgeformt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Breite des Ankerelements 110 größer, als eine Höhe des Ankerelements 110. Hierbei ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Ankerelementradius des Ankerelements 110 größer, als die Höhe des Ankerelements 110.
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2 zeigt eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei handelt es sich um die anhand von 1 beschriebene Ankervorrichtung 100, wobei eine Ausformung des Ankerelements 110 besser sichtbar dargestellt ist.
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In 2 ist zu erkennen, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest ein Federabschnitt des Federelements 105 dazu ausgeformt ist, um das Ankerelement 110 an zumindest einer Oberfläche 200 zu kontaktieren und/oder ein anderer Federabschnitt dazu ausgeformt ist, um das Ankerelement 110 an zumindest einem quer zu der Oberfläche 200 angeordneten Außenwandabschnitt 205 einer Außenwand 210 des Ankerelements 110 zu kontaktieren oder einzuspannen.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der zweite Federabschnitt 130 und der dritte Federabschnitt 135 des Federelements 105 dazu ausgeformt, um das Ankerelement 110 an der Oberfläche 200 zu kontaktieren, wobei der erste Federabschnitt 125 dazu ausgeformt ist, um das Ankerelement 110 an dem Außenwandabschnitt 205 zu kontaktieren oder einzuspannen.
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Das Ankerelement 110 weist zudem zumindest eine Stufe 215 auf, wobei der in dem Teil des Innenraums aufgenommene Ankerabschnitt 115 einen kleineren Durchmesser aufweist, als ein in einer Betriebsstellung der Ankervorrichtung 100 in dem Magnetventil der Öffnung des Magnetventils zugewandter weiterer Ankerabschnitt 220 des Ankerelements 110.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der weitere Ankerabschnitt 220 dem Ankerabschnitt 115 gegenüberliegend angeordnet und weist an einer der Oberfläche 200 gegenüberliegenden Seite eine weitere Oberfläche 225 auf, welche dazu ausgeformt ist, um die in der Betriebsstellung die Öffnung zu verschließen. Die Oberfläche 200 und/oder die weitere Oberfläche 225 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eben verlaufende Oberflächen 200, 225 ausgeformt und/oder gemäß diesem Ausführungsbeispiel zueinander parallel. Die Stufe 215 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel rechtwinkelig ausgeformt und zwischen dem Ankerabschnitt 115 und dem weiteren Ankerabschnitt 220 angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel bildet die Stufe 215 einen Anschlag für den ersten Federabschnitt 125, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Federende des Federelements 105 aufweist. Das Federende liegt gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf der Stufe 215 auf.
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3 zeigt eine perspektivische seitliche Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in 2 beschriebene Ankervorrichtung 100 handeln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Außenwand des Ankerelements 110 kreisförmig ausgeformt. Das Ankerelement 110 weist somit gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Form einer gestuften Kreisscheibe auf. Der erste Federabschnitt 125 umspannt den kreisförmigen Außenwandabschnitt 205 des Ankerabschnitts gemäß diesem Ausführungsbeispiel umlaufend. Auch die Stufe ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel umlaufend in oder an der Außenwand angeformt.
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4 zeigt einen Abschnitt einer perspektivischen seitlichen Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in 3 beschriebene Ankervorrichtung 100 handeln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist zumindest ein Außenwandabschnitt der Außenwand des Ankerelements 110 zumindest eine Ausnehmung 400 zum Einlegen oder Anlegen zumindest eines Teilabschnitts eines Federabschnitts des Federelements 105 auf.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Außenwandabschnitt 115 die Ausnehmung 400 auf, die halbkreisförmig und/oder umlaufend und/oder helixförmige verlaufend ausgeformt ist. Der erste Federabschnitt 125 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel umlaufend an die Aufnehmung 400 angelegt, wobei eine dem Ankerelement 110 zugewandte Seite des ersten Federabschnitts 125 formschlüssig in der Ausnehmung 400 aufgenommen ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der erste Federabschnitt 125 zudem oder alternativ mit dem Außenwandabschnitt 115 verschweißt.
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Zumindest eine Windung des zweiten Federabschnitts 130 ist dazu ausgeformt und angeordnet, um bei einem Bewegen des Ankerelements 110, dieses in einer Ebene zu halten und ein Kippen des Ankerelements 110 zu einer Seite zu verhindern. Hierzu liegt die zumindest eine Windung des zweiten Federabschnitts 130 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest teilweise oder umlaufend auf der Oberfläche auf.
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5 zeigt eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung eines Federelements 105 einer Ankervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eines der in einer der vorangehenden Figuren beschriebenen Federelemente 105 zur Verwendung mit einer der vorangehend beschriebenen Ankervorrichtungen handeln.
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Das Federelement 105 ist dazu ausgeformt, um das Ankerelement festzuhalten. Entlang einer axialen Achse 500 ist das Federelement 105 federbar und ermöglicht ein gedämpftes Bewegen des Ankerelements. Diese axiale Achse 500 kann auch als eine Federachse oder Aktivierungsachse bezeichnet werden, entlang der sich im Betrieb der Ankervorrichtung das Federelement 105 und das Ankerelement zum Öffnen und/oder Schließen des Magnetventils bewegen. Das Federelement 105 ist dazu ausgeformt, um eine Kraft auf das Ankerelement und somit in der Schließstellung des Ankerelements eine Kraft auf die Öffnung des Magnetventils auszuüben, um dieses sicher zu verschließen. Das Federelement 105 ist zudem dazu ausgeformt, um bei einem Bewegen des Ankerelements entlang der Achse 500 eine Ausrichtung des Ankerelements entlang einer Ebene X und einer Ebene Y zu kontrollieren oder sicherzustellen. Das Ankerelement ist hierbei während eines Aktivierens und/oder eines Deaktivierens des Magnetventils entlang der Achse 500 bezüglich der Öffnung beweglich.
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6 zeigt eine perspektivische seitliche Darstellung eines Federelements 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das in 5 beschriebene Federelement 105 handeln.
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7 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein Federelement 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das in 6 beschriebene Federelement 105 handeln. Zu erkennen ist in der Aufsicht, dass sich der zweite Radius des zweiten Federabschnitts 130 gemäß diesem Ausführungsbeispiel von dem dritten Federabschnitt 135 zu dem ersten Federabschnitt 125 hin in einer Ebene kontinuierlich oder spiralförmig vergrößert.
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8 zeigt eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine der in den 1 bis 4 beschriebenen Ankervorrichtungen handeln, mit dem Unterschied, dass die Ankervorrichtung 100 ein spiralförmiges und/oder helixförmiges weiteres Federelement 800 aufweist und das Ankerelement 110 einen zusätzlichen Ankerabschnitt 805 ausformt. Bei dem Federelement 105 der Ankervorrichtung 100 kann es sich um eines der anhand einer der vorangehenden Figuren beschriebenen Federelemente 105 handeln.
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Das weitere Federelement 800 ist dazu ausgeformt, um das Ankerelement 110 axial und lateral zu kontaktieren, um das Ankerelement 110 bei einem Bewegen des Ankerelements 110 axial und lateral zu führen, wobei zumindest der dem Ankerabschnitt 115 gegenüberliegende zusätzliche Ankerabschnitt 805 des Ankerelements 110 in einem Teil eines weiteren Innenraums 810 in dem weiteren Federelement 800 angeordnet ist. Eine Ausformung des weiteren Federelements 800 entspricht gemäß diesem Ausführungsbeispiel einer Ausformung des Federelements 105. Der weitere Ankerabschnitt 220 des Ankerelements 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Ankerabschnitt 115 und dem zusätzlichen Ankerabschnitt 805 angeordnet. Eine Ausformung des zusätzlichen Ankerabschnitts 805 entspricht gemäß diesem Ausführungsbeispiel einer Ausformung des Ankerabschnitts 115. Auch zwischen dem weiteren Ankerabschnitt 220 und dem zusätzlichen Ankerabschnitt 805 formt das Ankerelement 110 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine weitere Stufe 815 aus. Anders ausgedrückt sind der zusätzliche Ankerabschnitt 805 zusammen mit dem weiteren Federelement 800 spiegelverkehrt zu dem Ankerabschnitt 115 mit dem Federelement 105 an der weiteren Oberfläche des weiteren Ankerabschnitts 220 angeordnet. Das Ankerelement 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel von zwei Seiten durch je eines der zwei Federelemente 105, 800 gestützt angeordnet.
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9 zeigt eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung einer Ankervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine der in den 1 bis 4 beschriebenen Ankervorrichtungen handeln, mit dem Unterschied, dass das Ankerelement keine Stufe aufweist und komplett in dem Federelement 105 aufgenommen ist, welches zudem gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen weiteren Federabschnitt 900 aufweist.
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Der erste Federabschnitt erstreckt sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel an oder um eine gesamte Länge der hier stufenlos quer zu der Oberfläche angeordneten Außenwand des Ankerelements. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Außenwand über eine gesamte Länge die in 4 beschriebene Ausnehmung auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der gesamte erste Federabschnitt über eine gesamte Länge der Außenwand mit dieser verschweißt.
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Der weitere Federabschnitt 900 ist auf einer dem zweiten Federabschnitt gegenüberliegenden Seite des Ankerelements angeordnet und weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen kleineren Radius auf, als der erste Federabschnitt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel geht der erste Federabschnitt an einer dem zweiten Federabschnitt gegenüberliegenden Seite des ersten Federabschnitts in den weiteren Federabschnitt 900 über. Eine Ausformung des weiteren Federabschnitts 900 entspricht gemäß diesem Ausführungsbeispiel einer spiegelverkehrt angeordneten Ausformung des zweiten und dritten Federabschnitts. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Ankerelement demnach von zwei Seiten durch ein einziges Federelement 105 gestützt angeordnet.
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10 zeigt eine schematische seitliche Querschnittsdarstellung eines Magnetventils 1000 mit einer Ankervorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine der in einer der 1 bis 4 beschriebenen Ankervorrichtungen 100 handeln, welche eines der in einer der 1 bis 8 beschriebenen Federelemente 105 aufweist. Das Magnetventil 1000 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in der Schließstellung oder in einem deaktivierten Zustand, in dem die Öffnung 1002 des Magnetventils 1000 geschlossen ist, angeordnet.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Federelement 105 zwischen einem Spulenkörperabschnitt eines Spulenkörpers 1005 des Magnetventils 1000 und dem Ankerelement 110 eingespannt.
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Zumindest ein Magnetabschnitt eines benachbart zu dem Ankerelement 110 angeordneten Magnetkernelements 1010 des Magnetventils 1000 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einem Federabschnitt des Federelements 105 aufgenommen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Magnetabschnitt in dem dritten Federabschnitt aufgenommen und/oder zylinderförmig ausgeformt.
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Das Magnetventil 1000 weist zudem gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine um das Magnetkernelement 1010 gewickelte Spule 1015 auf. Der Spulenkörper 1005 ist zwischen dem Magnetkernelement 1010 und der Spule 1015 angeordnet. Der Spulenkörper 1005 formt gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Spulenstufe aus, die einen Anschlag für das Federelement 105 bildet.
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Auf einer dem Magnetkernelement 1010 gegenüberliegend angeordneten Seite des Ankerelements 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Düsenbereich 1020 des Magnetventils 1000 angeordnet. Das Magnetventil 1000 ist zudem gemäß diesem Ausführungsbeispiel von einer Gehäuseeinrichtung 1025 aufgenommen.
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Im Folgenden werden Details der hier vorgestellten Ankervorrichtung 100 noch einmal mit anderen Worten beschrieben:
- Die hier vorgestellte Ankervorrichtung 100 kann auch als eine federbare oder unter Federspannung stehende oder gedämpfte flache Armatur bezeichnet werden. Diese Ankervorrichtung 100 ermöglicht einen mittels des Federelements 105 geführten Betätigungs- und Dämpfungsmechanismus für Magnetventile 1000. Vorteilhafterweise ist die Ankervorrichtung 100 kostengünstig herstellbar und benötigt nur sehr wenige Bauteile. Dank der Ausformung und Anordnung des Federelements 105 ist ein kontrolliertes Bewegen des Ankerelements 110 ermöglicht und es werden zum Bewegen des Ankerelements 110 nur geringe magnetische Kräfte benötigt, da das Ankerelement 110 beim Öffnen und/oder Schließen des Magnetventils 1000 nicht bezüglich einer dezentrierten Öffnung 1002 des Magnetventils 1000 gekippt wird. Das Ankerelement 110 ist vorteilhafterweise bezüglich der gemäß diesem Ausführungsbeispiel zentriert angeordneten Öffnung 1002 des Magnetventils 1000 angeordnet und beweglich. So entstehen beim Öffnen und/oder Schließen der Öffnung 1002 vorteilhafterweise lediglich geringe Reibekräfte an der Öffnung 1002, wodurch sich ein äußerst geringer Verschleiß im Bereich der Öffnung 1002 ergibt.
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Die spezielle Ausformung des Federelements 105 ermöglicht es, das Ankerelement 110 in einer flachen Position oder Ebene zu halten. Eine Funktion des Federelements 105 ist es hierbei, in einem hier gezeigten deaktivierten Zustand des Magnetventils 1000 Kräfte zum Verschließen der Öffnung 1002 bereitzustellen. Eine Steifigkeit des Federelements 105 ist hierbei derart konstruiert, dass das Federelement 105 sowohl entlang der Aktivierungsachse als auch entlang der hierzu quer angeordneten lateralen Achse oder Ebene eine erforderliche Steifigkeit erzeugt. Somit wird das Ankerelement 110 vorteilhafterweise während eines Aktivierens und Deaktivierens des Magnetventils 1000 flach in der lateralen oder seitlichen Ebene gehalten. Hierbei ist die Ankervorrichtung 100 dazu ausgebildet, um während des Aktivierens und Deaktivierens parasitäre Kräfte oder Störkräfte in der seitlichen Ebene zu absorbieren und eine dämpfende Wirkung zu gewährleisten.
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Das von außen um das flache Ankerelement 110 gewundene Federelement 105 bietet viele Vorteile, welche im Folgenden noch einmal an dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel zusammengefasst werden: Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 1002 des Magnetventils 1000 vorteilhafterweise entlang der Aktivierungsachse angeordnet. Der Düsenbereich 1020 ist vereinfacht konstruiert. Benötigte Kräfte zum Öffnen und Schließen der Öffnung 1002 sind gering und es wird wenig Kupfer für die Spule 1015 benötigt. Zum Schließen der Öffnung 1002 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel nur wenig Kraft von dem Federelement 105 genötigt und es wird zum Aktivieren nur wenig Strom benötigt. Vorteilhafterweise benötigt das Ankerelement 110 dank des Federelements 105 kein zusätzliches Lager. Die hier vorgestellte Ankervorrichtung 100 realisiert demnach ein einfaches Design und ist kosteneffizient herstellbar.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Federelement 105 teilweise entlang des Magnetkernelements 1010 angeordnet und mit dem oder gegen das statische Element, also den Spulenkörper 1005, kontaktiert. Das Federelement 105 ist jedoch außerhalb eines Außendurchmessers des Magnetkernelements 1010 geführt angeordnet, welches beim Aktivieren einen magnetisierten Teil bildet. So ist vorteilhafterweise eine Steifigkeit des Federelements 105 bezüglich der seitlichen Ebene erhöht. Durch den Einsatz eines Federelements 105 mit einer angepassten Drahtgröße, gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit einem geeigneten Drahtquerschnitt, und/oder einer bestimmten Steigung zumindest einer Wickelung des Federelements 105, ist zudem gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine erforderliche Steifigkeit des Federelements 110 auch entlang der Aktivierungsachse einstellbar oder kontrollierbar. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Federelement 105 an oder auf die in 4 beschriebene Ausnehmung des Ankerelements 110 montiert und gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch ein Widerstandsschweißverfahren dauerhaft an dem Ankerelement 110 fixiert worden.
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Die hier vorgestellte Ankervorrichtung 100 ist als eine Ventilbetätigungseinrichtung zur Verwendung mit jedem Ventil oder Magnetventil einsetzbar. Die Ankervorrichtung 100 oder das hier gezeigte Magnetventil 1000 mit der Ankervorrichtung 100 ist zur Verwendung in einer Bremseinrichtung für einen Lastkraftwagen oder Truck geeignet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Magnetventil 1000 als ein Luftdrucksteuerventil ausgeformt.
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11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1100 zum Herstellen einer Ankervorrichtung für ein Magnetventil (beispielsweise für eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug) gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine der Ankervorrichtungen handeln, die in einer der vorangegangenen Figuren beschrieben wurden. Das Verfahren 1100 umfasst einen Schritt 1105 des Bereitstellens und einen Schritt 1110 des Anordnens.
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Im Schritt 1105 des Bereitstellens werden ein spiralförmiges und/oder helixförmiges Federelement, das dazu ausgeformt ist, um ein Ankerelement axial und lateral zu kontaktieren, um das Ankerelement bei einem Bewegen des Ankerelements axial und lateral zu führen, und das Ankerelement bereitgestellt, das dazu ausgeformt ist, um eine Öffnung des Magnetventils zu verschließen. Im Schritt 1110 des Anordnens wird zumindest ein Ankerabschnitt des Ankerelements in einem Teil eines Innenraums in dem Federelement angeordnet.
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Die hier vorgestellten Verfahrensschritte können wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1200 zum Betreiben einer Ankervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine der Ankervorrichtungen handeln, die in einer der vorangegangenen Figuren beschrieben wurden. Das Verfahren 1200 weist einen Schritt 1205 des Bewegens auf, in dem das Federelement bewegt wird, um das Ankerelement zu bewegen, um ein Öffnen oder Schließen einer Öffnung des Magnetventils zu ermöglichen.
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Optional weist das Verfahren 1200 gemäß diesem Ausführungsbeispiel außerdem einen Schritt 1210 des Bereitstellens auf, in dem die Ankervorrichtung vor dem Schritt 1205 des Bewegens bereitgestellt wird.
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Die hier vorgestellten Verfahrensschritte können wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Ankervorrichtung
- 105
- Federelement
- 110
- Ankerelement
- 115
- Ankerabschnitt
- 120
- Innenraum
- 125
- erster Federabschnitt
- 130
- zweiter Federabschnitt
- 135
- dritter Federabschnitt
- 200
- Oberfläche
- 205
- Außenwandabschnitt
- 210
- Außenwand
- 215
- Stufe
- 220
- weiterer Ankerabschnitt
- 225
- weitere Oberfläche
- 400
- Ausnehmung
- 500
- Achse
- 800
- weiteres Federelement
- 805
- zusätzlicher Ankerabschnitt
- 810
- weiterer Innenraum
- 815
- weitere Stufe
- 900
- weiterer Federabschnitt
- 1000
- Magnetventil
- 1002
- Öffnung
- 1005
- Spulenkörper
- 1010
- Magnetkernelement
- 1015
- Spule
- 1020
- Düsenbereich
- 1025
- Gehäuse
- 1100
- Verfahren zum Herstellen einer Ankervorrichtung
- 1105
- Schritt des Bereitstellens
- 1110
- Schritt des Anordnens
- 1200
- Verfahren zum Betreiben einer Ankervorrichtung
- 1205
- Schritt des Bewegens
- 1210
- Schritt des Bereitstellens
