DE102019104192A1

DE102019104192A1 - Magnetaktorvorrichtung, magnetisch betätigbares Ventil, Verfahren mit der Magnetaktorvorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Magnetaktorvorrichtung

Info

Publication number: DE102019104192A1
Application number: DE102019104192.9A
Authority: DE
Inventors: Tobias Broghammer; Rainer Zwickel; Anna Gonser; Markus Schellinger
Original assignee: ETO Magnetic GmbH
Current assignee: ETO Magnetic GmbH
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2020-08-20
Also published as: WO2020169562A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Magnetaktorvorrichtung (86a-c), insbesondere einer Hubmagnetvorrichtung, mit zumindest einem von einem Fluid durchströmbaren Magnetanker (10a-c), welcher zumindest dazu vorgesehen ist, durch eine Wechselwirkung mit einem Magnetfeld zumindest in Richtung einer Längsmittelachse (12a-c) des Magnetankers (10a-c) beschleunigt zu werden, und mit einem Stößelelement (14a-c), welches in dem Magnetanker (10a-c) angeordnet ist.Es wird vorgeschlagen, dass der Magnetanker (10a-c) eine, insbesondere rotationssymmetrische, Ausnehmung (16a-c) aufweist, welche zumindest dazu vorgesehen ist, zumindest einen Abschnitt des Stößelelements (14a-c) aufzunehmen und zugleich zumindest einen Strömungskanal (18a-c) für das durch den Magnetanker (10a-c) durchströmende Fluid auszubilden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Magnetaktorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein magnetisch betätigbares Ventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 23, ein Verfahren mit der Magnetaktorvorrichtung nach Anspruch 24 und ein Verfahren zur Herstellung der Magnetaktorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25.
Es ist bereits eine Magnetaktorvorrichtung mit zumindest einem von einem Fluid durchströmbaren Magnetanker, welcher zumindest dazu vorgesehen ist, durch eine Wechselwirkung mit einem Magnetfeld zumindest in Richtung einer Längsmittelachse des Magnetankers beschleunigt zu werden, und mit einem Stößelelement, welches in dem Magnetanker angeordnet ist, vorgeschlagen worden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaft geringer Komplexität bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 sowie 23 bis 25 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Magnetaktorvorrichtung, insbesondere einer Hubmagnetvorrichtung, mit zumindest einem von einem Fluid durchströmbaren Magnetanker, welcher zumindest dazu vorgesehen ist, durch eine Wechselwirkung mit einem Magnetfeld zumindest in Richtung einer Längsmittelachse des Magnetankers beschleunigt zu werden, und mit einem Stößelelement, welches in dem Magnetanker angeordnet ist.
Es wird vorgeschlagen, dass der Magnetanker eine, insbesondere rotationssymmetrische, Ausnehmung aufweist, welche zumindest dazu vorgesehen ist, zumindest einen Abschnitt des Stößelelements aufzunehmen und zugleich zumindest einen Strömungskanal für das durch den Magnetanker durchströmende Fluid auszubilden. Dadurch kann insbesondere eine Magnetaktorvorrichtung mit vorteilhaft geringer Komplexität bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann ein Aufwand durch eine spanende Bearbeitung des Magnetankers möglichst gering gehalten werden, vorzugsweise kann auf eine spanende Bearbeitung sogar im Wesentlichen verzichtet werden, wodurch ein Produktionsaufwand vorteilhaft gering gehalten werden kann. Dadurch können vorteilhaft Produktionskosten, insbesondere Stückzahlkosten, und/oder Produktionszeiten möglichst gering gehalten werden. Außerdem kann dadurch vorteilhaft eine Reduzierung der Gesamtzahl an Bauteilen der Magnetaktorvorrichtung und/oder eine Reduzierung der Komplexität der Bauteile der Magnetaktorvorrichtung erreicht werden. Zudem kann durch die beschriebene Ausgestaltung vorteilhaft ein geringes Gewicht des Magnetankers erreicht werden, wodurch insbesondere eine besonders hohe Dynamik des Magnetankers erreicht werden kann.
Unter einer „Magnetaktorvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Magnetaktors verstanden werden. Vorteilhaft ist die Magnetaktorvorrichtung zumindest zu einer Verwendung in einem Ventil, insbesondere einem Sitzventil und/oder einem Schieberventil, vorgesehen. Insbesondere bildet die Magnetaktorvorrichtung zumindest teilweise einen, vorzugsweise monodirektionalen, bidirektionalen oder arretierenden, Hubmagnet aus. Ferner soll unter einem „Magnetanker“ ein Bauteil verstanden werden, welches bei einem Betrieb der Magnetaktorvorrichtung dazu vorgesehen ist, eine Bewegung auszuüben, welche die Funktion des Aktors bestimmt, beispielsweise eine Schaltbewegung des Ventils. Vorzugsweise ist der Magnetanker mittels eines magnetischen Signals, insbesondere eines Magnetfelds, beeinflussbar. Insbesondere ist der Magnetanker dazu vorgesehen, in Reaktion auf ein magnetisches Signal eine Bewegung, insbesondere eine Linearbewegung, auszuführen. Insbesondere besteht der Magnetanker dabei zumindest teilweise aus einem magnetisch aktiven, insbesondere (ferro-) magnetischen und/oder magnetisierbaren, Material, vorteilhaft aus Eisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Magnetanker auch zumindest einen Permanentmagneten umfassen. Insbesondere bildet der Magnetanker einen Tauchanker bzw. einen Tauchkern eines Hubmagneten aus, welcher insbesondere zumindest innerhalb eines Inneren einer magnetischen Hohlspule des Hubmagneten bewegbar ist. Insbesondere ist die magnetische Hohlspule des Hubmagneten dazu vorgesehen, das Magnetfeld zu erzeugen, welches dazu vorgesehen ist, mit dem Magnetanker wechselzuwirken und/oder den Magnetanker in Richtung einer Längsmittelachse des Hubmagneten, insbesondere der magnetischen Hohlspule, zu beschleunigen. Der Magnetanker ist insbesondere innerhalb einer fluidführenden Leitung, beispielsweise eines Hydrauliksystems, angeordnet.
Darunter, dass der Magnetanker „von einem Fluid durchströmbar“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass der Magnetanker zumindest einen Längs- und/oder Strömungskanal aufweist, welcher eine Passage eines Fluids, beispielsweise eines Hydrauliköls, durch die gesamte Längserstreckung des Magnetankers erlaubt. Vorteilhaft kann durch die Durchströmbarkeit ein Druckausgleich und/oder eine besonders gute Leichtgängigkeit des Magnetankers innerhalb der fluidführenden Leitung erreicht werden. Die Längserstreckung des Magnetankers ist insbesondere als eine Erstreckung in eine Richtung parallel zu einer vorgesehenen Bewegungsrichtung des Magnetankers ausgebildet. Insbesondere verläuft die Längsrichtung parallel zu der Längsmittelachse des Hubmagneten und/oder der Längsmittelachse des Magnetankers. Das Stößelelement ist insbesondere zumindest teil- und/oder abschnittsweise von dem Magnetanker umgeben. Das Stößelelement ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Bewegung des Magnetankers zu übertragen und dadurch vorzugsweise eine Betätigungsbewegung bereitzustellen, mittels welcher beispielsweise ein Dichtkörper oder ein Ventilschieber eines Ventils oder ein Schalter betätigt werden kann. Das Stößelelement weist eine größere Erstreckung in der Längsrichtung auf als der Magnetanker. Vorzugsweise steht das Stößelelement in einem montierten Zustand der Magnetaktorvorrichtung zumindest einseitig, bevorzugt beidseitig in der Längsrichtung über den Magnetanker hinaus. Insbesondere ist das Stößelelement verlierbar oder bevorzugt unverlierbar in dem Magnetanker angeordnet. Insbesondere ist das Stößelelement verschieblich oder bevorzugt unverschieblich in dem Magnetanker angeordnet.
Die Ausnehmung innerhalb des Magnetankers ist insbesondere zentral in dem Magnetanker positioniert und verläuft parallel zu der Längsmittelachse des Magnetankers. Die Ausnehmung des Magnetankers ist insbesondere zerspanungsfrei hergestellt. Alternativ kann die Ausnehmung auch spanend, beispielsweise durch Fräsen, Drehen oder Bohren hergestellt sein. Die Ausnehmung des Magnetankers ist insbesondere entlang der Längsmittelachse durch den gesamten Magnetanker durchgehend oder den Magnetanker entlang der Längsmittelachse durchbrechend ausgebildet. Der Magnetanker ist insbesondere frei von, insbesondere durch den gesamten Magnetanker durchgehenden und/oder exzentrisch oder schräg in dem Magnetanker angeordneten, weiteren Ausnehmungen. Insbesondere ist die Ausnehmung rotationssymmetrisch um die Längsmittelachse ausgebildet. Alternativ kann die Ausnehmung auch exzentrisch ausgebildet sein. Insbesondere ist die Ausnehmung dazu vorgesehen, das Stößelelement zumindest abschnittsweise zumindest zu einem Großteil, vorzugsweise vollständig zu umgreifen.
Wenn die Ausnehmung linear entlang der Längsmittelachse des Magnetankers und/oder zentral durch den Magnetanker verläuft, kann vorteilhaft eine geringe Komplexität des Magnetankers, insbesondere in der Herstellung, erreicht werden, insbesondere indem eine Ausrichtung und/oder eine Herstellung der Ausnehmung vereinfacht wird, insbesondere im Vergleich zu exzentrischen oder nichtlinearen Ausnehmungen. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine gleichmäßige Gewichts- und/oder Masseverteilung des Magnetankers erreicht werden, wodurch vorteilhafte Bewegungseigenschaften des Magnetankers erreicht werden können. Die Längsmittelachse des Magnetankers ist insbesondere identisch zu einer Rotationssymmetrieachse des Magnetankers.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal zumindest teilweise durch den Magnetanker und zumindest teilweise durch das Stößelelement begrenzt ist. Dadurch kann insbesondere eine Magnetaktorvorrichtung mit vorteilhaft geringer Komplexität bereitgestellt werden. Insbesondere dadurch, dass keine separaten als Bohrungen ausgebildeten Strömungskanäle in dem Magnetanker oder in dem Stößelelement für die Fluidführung erforderlich sind. Vorzugsweise ist der Strömungskanal zumindest auf einer der Längsmittelachse zugewandten Seite durch das Stößelelement begrenzt und zumindest auf einer von der Längsmittelachse abgewandten Seite durch den Magnetanker begrenzt. Zudem ist denkbar, dass der Strömungskanal in einer Umfangsrichtung um die Längsmittelachse durch das Stößelelement begrenzt ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal, insbesondere in einer Richtung senkrecht zu der Längsmittelachse des Magnetankers und/oder senkrecht zu einer Hauptströmungsrichtung des Fluids und/oder in Umfangsrichtung um die Längsmittelachse, zumindest abschnittsweise in eine Mehrzahl von getrennt voneinander verlaufenden Strömungsteilkanälen unterteilt ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Stabilität des Magnetankers, insbesondere der Magnetaktorvorrichtung mit vorteilhaft reduzierter Komplexität, erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine möglichst laminare Strömung des Fluids durch den Magnetanker erreicht werden. Unter einer „zumindest abschnittsweisen Unterteilung“ soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest entlang einer Teilstrecke des Strömungskanals eine Aufteilung der Gesamtströmung des Fluids in zumindest auf dieser Teilstrecke voneinander getrennte Teilströmungen erfolgt. Eine derartige Teilstrecke kann insbesondere auch durch Ausnehmungen und/oder Löcher eines dünnen, die Ausnehmungen und/oder die Löcher aufweisenden Bauteils ausgebildet werden. Die Teilstrecke kann insbesondere nur einen geringen Teil des gesamten Strömungskanals ausbilden. Alternativ kann die Teilstrecke einen Großteil des gesamten Strömungskanals oder auch den gesamten Strömungskanal ausbilden. Unter einem „Großteil“ soll insbesondere 51 %, vorzugsweise 66 %, vorteilhaft 75 %, bevorzugt 85 % und besonders bevorzugt 95 % verstanden werden. Insbesondere ist der Strömungskanal in zwei und bevorzugt in drei Strömungsteilkanäle unterteilt. Zudem ist denkbar, dass der Strömungskanal in mehr als drei Strömungsteilkanäle unterteilt ist.
Wenn die Strömungsteilkanäle exzentrisch zu der Längsmittelachse des Magnetankers angeordnet sind, kann vorteilhaft eine besonders gleichmäßige, insbesondere besonders laminare Gesamtströmung innerhalb des Strömungskanals erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft ein durch die Magnetaktorvorrichtung hervorgerufener Druckunterschied, beispielsweise durch Stauungen von Fluid an Eintrittspunkten des Strömungskanals bzw. der Strömungsteilkanäle möglichst gering gehalten werden. Insbesondere sind die Strömungsteilkanäle gleichmäßig und/oder ringförmig um die Längsmittelachse des Magnetankers angeordnet. Insbesondere weisen die Strömungsteilkanäle zueinander zumindest im Wesentlichen identische Abstände auf. Insbesondere sind die Strömungsteilkanäle derart angeordnet, dass jeder Strömungsteilkanal mittels einer gedanklichen Rotation um die Längsmittelachse in einen, vorzugsweise nahezu perfekten, Überlapp mit einem beliebigen weiteren Strömungsteilkanal gebracht werden kann. Alternativ ist jedoch denkbar, dass die Strömungsteilkanäle jedoch auch versetzt oder ungleichmäßig angeordnet sind. Dadurch kann vorteilhaft ein Druckunterschied über den Magnetanker eingestellt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Ausnehmung zumindest im Wesentlichen zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig oder elliptisch zylinderförmig, ausgebildet ist und einen Innendurchmesser aufweist, der größer als 20 %, vorzugsweise größer als 30 % und bevorzugt größer als 50 % eines minimalen Außendurchmessers des Magnetankers ist. Dadurch kann vorteilhaft ein Gesamtgewicht des Magnetankers und/oder ein durch den Magnetanker hervorgerufener Druckunterschied möglichst gering gehalten werden, wodurch vorteilhaft eine besonders hohe Dynamik des Magnetankers erreicht werden kann. Unter „im Wesentlichen zylinderförmig“ soll insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung der Form der Ausnehmung von einer idealen geraden Zylinderform, insbesondere einer idealen geraden Kreiszylinderform oder einer idealen geraden elliptischen Zylinderform, weniger als 20 %, vorzugsweise weniger als 10 % des Gesamtvolumens der Ausnehmung beträgt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Magnetaktorvorrichtung zumindest ein Scheibenelement aufweist, welches dazu vorgesehen ist, zumindest in einem montierten Zustand einen Abstand zwischen einer Innenwand der Ausnehmung und einer Oberfläche des Stößelelements festzulegen. Dadurch kann insbesondere eine Magnetaktorvorrichtung mit vorteilhaft geringer Komplexität bereitgestellt werden. Zudem kann vorteilhaft eine einfache Ausrichtung des Stößelelements innerhalb des Magnetankers erreicht werden. Das Scheibenelement ist insbesondere spanlos gefertigt. Das Scheibenelement ist insbesondere als ein Blech ausgebildet. Das Scheibenelement ist insbesondere als ein Blechbiegeteil gefertigt. Das Scheibenelement besteht zumindest teilweise aus Messing, aus Kupfer, aus Beryllium, aus unmagnetisierbarem Edelstahl, beispielsweise einem Edelstahl mit der Werkstoffnummer 1.4305 (EN 10027-2:1992-09) und der Zusammensetzung X8CrNiS18-9 und/oder aus einem weiteren unmagnetisierbaren Metall. Alternativ ist denkbar, dass das Scheibenelement aus einem Kunststoff ausgebildet ist.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Magnetaktorvorrichtung zumindest ein Scheibenelement aufweist, welches dazu vorgesehen ist, das Stößelelement in zumindest eine Richtung entlang der Längsmittelachse des Magnetankers zumindest einseitig, insbesondere beidseitig, zu halten. Dadurch kann insbesondere eine Magnetaktorvorrichtung mit vorteilhaft geringer Komplexität bereitgestellt werden, insbesondere indem das Scheibenelement vorteilhaft zu einer Positionierung des Stößelelements innerhalb des Magnetankers in einer Längsrichtung und in einer Querrichtung des Magnetaktors verwendet werden kann. Darunter, dass das Stößelelement „einseitig gehalten“ wird, soll insbesondere verstanden werden, dass ein Auszug des Stößelelements aus dem Magnetanker zumindest zu einer Seite durch das Scheibenelement unterbunden ist. Unter einer „beidseitigen Halterung“ soll insbesondere verstanden werden, dass ein Auszug des Stößelelements aus dem Magnetanker zumindest zu zwei Seiten unterbunden ist. Alternativ ist denkbar, dass die Position des Stößelelements relativ zu dem Magnetanker fest bestimmt ist, beispielsweise mittels eines Formschlusses des Stößelelements mit dem Scheibenelement oder mit dem Magnetanker. Insbesondere weist das Scheibenelement eine, insbesondere zentrale, Öffnung auf, welche zumindest dazu vorgesehen ist, das Stößelelement aufzunehmen und/oder zumindest einen Strömungsteilkanal auszubilden. Insbesondere weist das Scheibenelement zumindest ein Stößelhalteelement, vorzugsweise eine Mehrzahl an Stößelhalteelementen, auf. Insbesondere grenzt das Stößelhalteelement an die Öffnung des Scheibenelements an. Insbesondere ist das Stößelhalteelement dazu vorgesehen, das Stößelelement zumindest einseitig, insbesondere beidseitig, gegen ein vollständiges Herausziehen aus dem Magnetanker zu sichern. Insbesondere kontaktiert das Stößelhalteelement das Stößelelement, beispielsweise zumindest abschnittsweise entlang des Umfangs des Stößelelements oder an einer Schulter des Stößelelements.
Wenn das Scheibenelement spanlos gefertigt ist, kann vorteilhaft eine geringe Komplexität der Magnetaktorvorrichtung, insbesondere in der Herstellung, erreicht werden. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine kostengünstige Herstellung des Scheibenelements ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft die Stückzahlkosten der Magnetaktorvorrichtung gering gehalten werden können. Unter der Wendung „spanlos“ soll insbesondere frei von spanenden Verfahren wie Drehen, Bohren, Schleifen, Fräsen, Senken, Reiben, Hobeln, Stoßen, Sägen, Feilen, Bürsten, Schaben und/oder Meißeln verstanden werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Scheibenelement zumindest in einem montierten Zustand zumindest eine Kanalöffnung des Strömungskanals, insbesondere eine Teilkanalöffnung zumindest eines Strömungsteilkanals, ausbildet. Dadurch kann insbesondere eine Magnetaktorvorrichtung mit vorteilhaft geringer Komplexität bereitgestellt werden. Insbesondere, indem das Scheibenelement zugleich das Stößelelement positioniert und die Strömungsteilkanäle ausbildet. Insbesondere weist das Scheibenelement zumindest ein Kanalöffnungselement, vorzugsweise eine Mehrzahl an Kanalöffnungselementen, auf. Das Kanalöffnungselement ist als ein Teil des Scheibenelements ausgebildet, welcher, vorzugsweise um einen Winkel von etwa 90°, aus einer Scheibenebene des Scheibenelements herausgebogen ist. Insbesondere bildet das Kanalöffnungselement zugleich ein Ankerhalteelement aus. Das Ankerhalteelement ist insbesondere dazu vorgesehen, das Scheibenelement relativ zu dem Magnetanker zu halten. Das Ankerhalteelement kontaktiert insbesondere in einem montierten Zustand die Innenwand der Ausnehmung.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Scheibenelement eine Antiklebscheibe, insbesondere für einen Hubmagneten, ausbildet. Dadurch kann insbesondere eine Magnetaktorvorrichtung mit vorteilhaft geringer Komplexität bereitgestellt werden, insbesondere indem das Scheibenelement zugleich das Stößelelement positioniert, die Strömungsteilkanäle ausbildet, den Magnetanker positioniert und vorteilhaft ein Kleben des Magnetankers an dem Hubmagneten, insbesondere an einem Eisenkern des Hubmagneten, unterbindet. Vorteilhaft kann dadurch zudem eine hohe Dynamik der Magnetaktorvorrichtung erreicht werden. Die Antiklebscheibe ist insbesondere dazu vorgesehen, ein magnetisches Kleben des Magnetankers an dem Eisenkern des Hubmagneten, insbesondere durch eine Restmagnetisierung des Eisenkerns, zu verhindern. Die Antiklebscheibe ist insbesondere dazu vorgesehen, einen Mindestabstand zwischen dem Eisenkern des Hubmagneten und dem Teil des Magnetankers, welcher aus magnetischen Materialien besteht, zu gewährleisten.
Wenn das Scheibenelement zumindest ein Ankerhalteelement aufweist, welches, insbesondere zumindest zu einer Ausrichtung des Magnetankers relativ zu dem Stößelelement, zumindest teilweise in die Ausnehmung des Magnetankers eingreift, kann vorteilhaft eine Magnetaktorvorrichtung mit geringer Komplexität bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann eine einfache Befestigung des Scheibenelements an dem Magnetanker ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine einfache Positionierung des Scheibenelements relativ zu dem Magnetanker ermöglicht werden.
Wenn das Scheibenelement zumindest ein Stößelhalteelement aufweist, welches, insbesondere zumindest zu einer Ausrichtung des Magnetankers relativ zu dem Stößelelement, an einem Umfang des Stößelelements anliegt, kann vorteilhaft eine Magnetaktorvorrichtung mit geringer Komplexität bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann eine einfache Positionierung des Scheibenelements relativ zu dem Stößelelement ermöglicht werden. Insbesondere steht das Stößelhalteelement an einem Umfang des Stößelelements auf. Insbesondere ist eine Kombination einer Mehrzahl an Stößelhalteelementen, vorzugsweise eine Kombination zumindest dreier Stößelhalteelemente, dazu vorgesehen, das Stößelelement in dem Scheibenelement zu zentrieren.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Ankerhalteelement und zumindest zwei benachbarte Stößelhalteelemente zusammen mit der Oberfläche des Stößelelements zumindest einen Abschnitt eines Strömungsteilkanals des Strömungskanals, insbesondere einen Strömungsteilkanal des Strömungskanals, ausbilden. Dadurch kann insbesondere eine von einem Fluid durchströmbare Magnetaktorvorrichtung mit vorteilhaft geringer Komplexität bereitgestellt werden. Vorteilhaft können Stückzahlkosten der Magnetaktorvorrichtung gering gehalten werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Scheibenelement in einem montierten Zustand eine Endkappe des Magnetankers, insbesondere in einer vorgesehenen Bewegungsrichtung des Magnetankers, ausbildet. Dadurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Magnetventilvorrichtung, insbesondere mit einer vorteilhaft geringen Komplexität, erreicht werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Magnetaktorvorrichtung ein weiteres Scheibenelement aufweist, welches in dem montierten Zustand eine der Endkappe gegenüberliegende Endkappe des Magnetankers ausbildet. Dadurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Magnetventilvorrichtung, insbesondere mit einer vorteilhaft geringen Komplexität, erreicht werden. Vorteilhaft kann ein guter Sitz und/oder eine gute Zentrierung des Stößelelements in dem Magnetanker ermöglicht werden. Das weitere Scheibenelement ist zumindest im Wesentlichen identisch zu dem Scheibenelement ausgebildet. Unter „im Wesentlichen identisch“ soll insbesondere abgesehen von Produktionstoleranzen identisch verstanden werden. Die weitere Scheibeneinheit ist insbesondere entlang der Längsmittelachse betrachtet rotatorisch überlappend zu der Scheibeneinheit montiert. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte und/oder möglichst geringe Turbulenzen aufweisende Strömung erreicht werden.
Wenn das Stößelelement als, insbesondere einstückiges, Kunststoffspritzgussteil oder als kombiniertes Metall-Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, kann vorteilhaft eine Komplexität, insbesondere der Herstellung, gering gehalten werden. Insbesondere ist das Stößelelement zumindest teilweise aus einem Polyamid-Kunststoff, aus einem Polyphenylensulfid oder aus einem weiteren Kunststoff und/oder aus einer Mischung verschiedener Kunststoffe hergestellt. Wenn das Stößelelement zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist, welcher zumindest bis zu einer Temperatur von 125°C, vorzugsweise von 150°C und bevorzugt von 200°C thermisch stabil ist, kann vorteilhaft ein Betrieb der Magnetaktorvorrichtung unter extremen Temperaturbedingungen ermöglicht werden. Wenn das Stößelelement aus einem Kunststoff ausgebildet ist, welcher ölfest ist, kann vorteilhaft ein Betrieb der Magnetaktorvorrichtung in einer ölhaltigen Umgebung ermöglicht werden. Es ist denkbar, dass das als Kunststoffspritzgussteil oder als kombiniertes Metall-Kunststoffspritzgussteil ausgebildete Stößelelement separat gefertigt und anschließend in einem Montageschritt in dem Magnetanker befestigt wird oder dass das als Kunststoffspritzgussteil oder als kombiniertes Metall-Kunststoffspritzgussteil ausgebildete Stößelelement direkt an den Magnetanker angespritzt und/oder direkt in die Ausnehmung des Magnetankers eingespritzt wird. Vorzugsweise besteht das Stößelelement vollständig aus Kunststoff. Unter „einstückig“ soll insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren.
Wenn das Stößelelement in die Ausnehmung des Magnetankers eingespritzt ist, kann vorteilhaft eine Komplexität, insbesondere der Herstellung, gering gehalten werden. Zudem kann vorteilhaft eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden, wodurch insbesondere Stückzahlkosten gering gehalten werden können.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Stößelelement in einem montierten Zustand der Magnetaktorvorrichtung zumindest abschnittsweise die Ausnehmung des Magnetankers zumindest zu einem Großteil ausfüllt, abgesehen von zumindest einer, vorzugsweise mehr als einer, während eines Spritzgießens des Stößelelements in das Stößelelement miteingebrachten und sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Stößelelements erstreckenden Röhre und/oder Rinne. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache Ausbildung des Strömungskanals erreicht werden, wodurch insbesondere eine Komplexität der Magnetaktorvorrichtung reduziert werden kann. Unter einem „montierten Zustand“ soll insbesondere ein Zustand verstanden werden, in welchem das Stößelelement in dem Magnetanker montiert ist. Unter der Wendung „abschnittsweise“ soll insbesondere entlang eines Teils einer Gesamterstreckung des jeweiligen Elements verstanden werden. Unter einer „Haupterstreckungsrichtung“ eines Objekts soll dabei insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Quaders verläuft, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt. Unter einer „Rinne“ soll insbesondere eine, vorzugsweise linienförmige, zumindest in drei Raumrichtungen durch das Stößelelement abgegrenzte Vertiefung verstanden werden. Unter einer „Röhre“ soll insbesondere ein, vorzugsweise linearer, zu vier Raumrichtungen durch das Stößelelement abgegrenzter Kanal verstanden werden. Die Röhre weist insbesondere einen zylindrischen, einen prismenförmigen oder einen andersartig geformten Querschnitt auf. Insbesondere ist der Querschnitt der Röhre konstant oder variabel entlang der Haupterstreckungsrichtung des Stößelelements.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Stößelelement zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, vorzugsweise gleichmäßig beabstandete, Röhren und/oder Rinnen aufweist, welche in einer Ansicht parallel zu der Haupterstreckungsrichtung auf einem Kreis um ein Zentrum des Stößelelements in dem Stößelelement angeordnet sind. Dadurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Magnetventilvorrichtung, insbesondere mit einer vorteilhaft geringen Komplexität, erreicht werden. Insbesondere kann vorteilhaft ein besonders gleichmäßiger Druckausgleich über die Magnetaktorvorrichtung erreicht werden. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Dynamik erzielt werden. Insbesondere können zumindest zwei der Röhren und/oder zumindest zwei der Rinnen identische oder voneinander unterschiedliche Querschnitte aufweisen.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass das Stößelelement zumindest ein einstückig angeformtes Antiklebelement umfasst, welches dazu vorgesehen ist, ein Kleben des Magnetankers an externen, magnetisierbaren Bauteilen, beispielsweise an einem Eisenkern eines Hubmagneten, zu verhindern, insbesondere indem das Antiklebelement einen Mindestabstand zwischen dem Magnetanker und den externen, magnetisierbaren Bauteilen erzwingt. Dadurch kann insbesondere eine Magnetaktorvorrichtung mit vorteilhaft geringer Komplexität bereitgestellt werden, insbesondere indem das spritzgegossene Stößelelement zugleich die Strömungsteilkanäle und vorteilhaft ein Kleben des Magnetankers an dem Hubmagneten, insbesondere an einem Eisenkern des Hubmagneten, unterbindet. Vorteilhaft kann dadurch zudem eine hohe Dynamik der Magnetaktorvorrichtung erreicht werden. Das Antiklebelement kann insbesondere als eine einstückig mit dem Stößelelement ausgebildete, scheibenartig eine Stirnseite des Magnetankers zumindest teilweise abdeckende Auswölbung des spritzgegossenen Stößelelements ausgebildet sein. Alternativ kann das Antiklebelement als eine Fortsetzung des innerhalb des Magnetankers angeordneten vergrößerten Querschnitts des Stößelelements ausgebildet sein, wobei insbesondere der vergrößerte Querschnitt des Stößelelements über den Magnetanker hinaussteht und eine Anschlagsfläche ausbildet. Weitere im Rahmen einer Vorstellungskraft eines Fachmanns liegende Ausgestaltungen eines mit dem Stößelelement einstückig ausgebildeten Antiklebelements sind denkbar.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Stößelelement ein Wegsensorelement umfasst. Dadurch kann vorteilhaft eine präzise Steuerung und/oder ein präzises Auslesen der Auslenkung des Stößelelements erreicht werden. Insbesondere ist das Wegsensorelement als eine Sensorstange und/oder als eine Sensorhülse ausgebildet. Insbesondere ist die Sensorstange und/oder Sensorhülse zumindest teilweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Insbesondere werden das Stößelelement und das Wegsensorelement in dem Spritzvorgang derart miteinander verbunden, dass ein einteiliges Bauteil entsteht. Insbesondere wird das Wegsensorelement in dem Spritzvorgang in das Stößelelement eingearbeitet.
Insbesondere ist das Wegsensorelement untrennbar mit dem Stößelelement verbunden ausgebildet. Insbesondere bilden das Stößelelement und das Wegsensorelement ein einstückiges Bauteil aus.
Ferner wird ein magnetisch betätigbares Ventil, insbesondere ein durch einen Hubmagnet gesteuertes Schieberventil, mit der Magnetaktorvorrichtung vorgeschlagen, wobei das Stößelelement ein Führungselement zu einer Führung eines Ventilelements, insbesondere eines Ventilschiebers, ausbildet. Dadurch kann insbesondere ein magnetisch betätigbares Ventil mit vorteilhaft geringer Komplexität bereitgestellt werden. Insbesondere ist der Ventilschieber als ein Dichtkörper ausgebildet, welcher dazu vorgesehen ist, ein Verschließen und/oder ein Öffnen einer Ventilöffnung des magnetisch betätigbaren Ventils zu ermöglichen. Das Führungselement bildet insbesondere eine Führungsstange des Ventils aus.
Zudem wird ein Verfahren mit der Magnetaktorvorrichtung oder mit dem magnetisch betätigbaren Ventil vorgeschlagen.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung der Magnetaktorvorrichtung oder zur Herstellung des magnetisch betätigbaren Ventils vorgeschlagen, wobei in zumindest einem Spritzgussschritt das Stößelelement in den Magnetanker eingespritzt wird. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders einfache und/oder besonders schnelle Herstellung der Magnetaktorvorrichtung ermöglicht werden.
Wenn in dem Spritzgussschritt der Strömungskanal und/oder Strömungsteilkanäle des Strömungskanals in das Stößelelement mit eingebracht werden, kann vorteilhaft eine Komplexität der Magnetaktorvorrichtung gering gehalten werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders einfache und/oder besonders schnelle Herstellung der Magnetaktorvorrichtung ermöglicht werden. Unter der Wendung „mit eingebracht“ soll insbesondere mit eingespritzt, angespritzt und/oder einstückig verbunden verstanden werden.
Wenn zudem in dem Spritzgussschritt ein Wegsensorelement in das Stößelelement mit eingebracht wird, kann vorteilhaft eine besonders einfache und/oder besonders schnelle Herstellung der mit dem Wegsensorelement ausgestatteten Magnetaktorvorrichtung ermöglicht werden.
Die erfindungsgemäße Magnetaktorvorrichtung, das erfindungsgemäße magnetisch betätigbare Ventil, das erfindungsgemäße Verfahren mit der Magnetaktorvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Magnetaktorvorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Magnetaktorvorrichtung, das erfindungsgemäße magnetisch betätigbare Ventil, das erfindungsgemäße Verfahren mit der Magnetaktorvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Magnetaktorvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht eines magnetisch betätigbaren Ventils mit einer Magnetaktorvorrichtung,
2 eine schematische, perspektivische Ansicht der Magnetaktorvorrichtung,
3 eine schematische Schnittansicht der Magnetaktorvorrichtung,
4 eine schematische Vorderansicht der Magnetaktorvorrichtung,
5 eine schematische, perspektivische Ansicht einer alternativen Magnetaktorvorrichtung,
6 eine schematische Schnittansicht der alternativen Magnetaktorvorrichtung,
7 eine schematische Vorderansicht der alternativen Magnetaktorvorrichtung,
8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der alternativen Magnetaktorvorrichtung und
9 eine schematische Vorderansicht einer weiteren alternativen Magnetaktorvorrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein magnetisch betätigbares Ventil 64a. Das Ventil 64a ist als ein durch einen Hubmagnet gesteuertes Schieberventil ausgebildet. Das Ventil 64a umfasst eine Magnetspule 88a. Die Magnetspule 88a ist zu einer Erzeugung eines die Ventilbewegung hervorrufenden Magnetfelds vorgesehen. Das Ventil 64a umfasst einen Eisenkreis 90a. Der Eisenkreis 90a ist zu einer Führung des Magnetfelds der Magnetspule 88a vorgesehen. Das Ventil 64a weist einen Luftspalt 114a auf. Der Luftspalt 114a ist zu einer Erzeugung einer Induktivität und einer die Ventilbewegung hervorrufenden Reluktanzkraft vorgesehen. Das Ventil 64a weist eine Magnetaktorvorrichtung 86a auf. Die Magnetaktorvorrichtung 86a bildet eine Hubmagnetvorrichtung aus. Das Ventil 64a weist ein Gehäuse 92a auf. Das Gehäuse 92a ist dazu vorgesehen, die Magnetaktorvorrichtung 86a von äußeren Einflüssen abzuschirmen. Die Magnetaktorvorrichtung 86a weist ein Stößelelement 14a auf. Das Stößelelement 14a ist zu einer Übertragung einer durch die Magnetaktorvorrichtung 86a erzeugten Ventilbewegung nach außen vorgesehen. Das Stößelelement 14a bildet ein Führungselement 66a aus. Das Führungselement 66a ist zu einer Führung eines Ventilelements 68a des Ventils 64a vorgesehen. Das Ventilelement 68a ist als ein Ventilschieber ausgebildet.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Magnetaktorvorrichtung 86a. Die Magnetaktorvorrichtung 86a weist einen Magnetanker 10a auf. Der Magnetanker 10a ist von einem Fluid (nicht gezeigt) durchströmbar ausgebildet. Der Magnetanker 10a ist dazu vorgesehen, durch eine Wechselwirkung mit einem Magnetfeld, beispielsweise dem Magnetfeld der Magnetspule 88a, zumindest in Richtung einer Längsmittelachse 12a des Magnetankers 10a beschleunigt zu werden. Der Magnetanker 10a ist aus einem magnetischen Material ausgebildet. Der Magnetanker 10a ist als ein einstückiges Eisenteil ausgebildet. Der Magnetanker 10a ist als ein einstückiges Drehteil ausgebildet. Der Magnetanker 10a ist hohlzylinderförmig ausgebildet.
Die Magnetaktorvorrichtung 86a weist das Stößelelement 14a auf. Das Stößelelement 14a ist in dem Magnetanker 10a angeordnet. Das Stößelelement 14a ist teilweise in einem Inneren des Magnetankers 10a angeordnet. Das Stößelelement 14a ist nicht in dem Magnetanker 10a verstiftet. Das Stößelelement 14a ist nicht in den Magnetanker 10a eingepresst. Das Stößelelement 14a ist nicht in dem Magnetanker 10a verstemmt. Der Magnetanker 10a weist eine Ausnehmung 16a auf (vgl. 3), welche zumindest dazu vorgesehen ist, einen Abschnitt des Stößelelements 14a aufzunehmen. Die Ausnehmung 16a des Magnetankers 10a ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Ausnehmung 16a des Magnetankers 10a ist zylinderförmig ausgebildet. Die Ausnehmung 16a weist einen Innendurchmesser 26a auf, der größer ist als 20 % eines minimalen Außendurchmessers 28a des Magnetankers 10a. Die Ausnehmung 16a des Magnetankers 10a ist zentral in dem Magnetanker 10a angeordnet. Die Ausnehmung 16a des Magnetankers 10a verläuft zentral durch den Magnetanker 10a. Die Ausnehmung 16a des Magnetankers 10a verläuft linear entlang der Längsmittelachse 12a des Magnetankers 10a. Die Ausnehmung 16a des Magnetankers 10a verläuft durchgehend zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Magnetankers 10a. Die Ausnehmung 16a des Magnetankers 10a ist dazu vorgesehen, zumindest einen Strömungskanal 18a für das durch den Magnetanker 10a durchströmende Fluid auszubilden. Der Strömungskanal 18a erlaubt eine komplette Durchströmung des Magnetankers 10a in Richtung der Längsmittelachse 12a.
Der Strömungskanal 18a ist zumindest teilweise durch den Magnetanker 10a, insbesondere durch eine Innenwand 32a des Magnetankers 10a, begrenzt. Der Strömungskanal 18a ist zumindest teilweise durch das Stößelelement 14a, insbesondere durch eine Oberfläche 34a des Stößelelements 14a, begrenzt. Eine Kombination aus dem Stößelelement 14a und dem Magnetanker 10a erzeugt rundum abgeschlossene Strömungskanäle 18a bzw. Strömungsteilkanäle 20a, 22a, 24a. Ein oder mehrere nach dem Einbringen des Stößelelements 14a in den Magnetanker 10a verbleibende parallel zu der Längsmittelachse 12a den Magnetanker 10a durchdringende Hohlräume bilden den Strömungskanal 18a aus. Das Fluid umströmt bei einem ordnungsgemäßen Betrieb der Magnetaktorvorrichtung 86a das Stößelelement 14a. Das Fluid durchströmt bei einem ordnungsgemäßen Betrieb der Magnetaktorvorrichtung 86a den Magnetanker 10a.
Der Strömungskanal 18a ist zumindest abschnittsweise in eine Mehrzahl von getrennt voneinander verlaufenden Strömungsteilkanälen 20a, 22a, 24a unterteilt. Der in dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 4 gezeigte Strömungskanal 18a weist drei zumindest abschnittsweise voneinander getrennt verlaufende Strömungsteilkanäle 20a, 22a, 24a auf (vgl. 4). Die Strömungsteilkanäle 20a, 22a, 24a sind exzentrisch zu der Längsmittelachse 12a des Magnetankers 10a angeordnet. Die Strömungsteilkanäle 20a, 22a, 24a sind in Richtung eines Umfangs 42a des Stößelelements 14a zumindest im Wesentlichen gleich beabstandet um das Stößelelement 14a herum angeordnet.
Die Magnetaktorvorrichtung 86a weist ein Scheibenelement 30a auf. Das Scheibenelement 30a ist dazu vorgesehen, zumindest in einem montierten Zustand der Magnetaktorvorrichtung 86a einen Abstand 94a zwischen der Innenwand 32a der Ausnehmung 16a und der Oberfläche 34a des Stößelelements 14a festzulegen. Das Scheibenelement 30a ist aus einem nichtmagnetischen Material ausgebildet. Das Scheibenelement 30a bildet eine Antiklebscheibe aus. Das Scheibenelement 30a ist spanlos gefertigt. Das Scheibenelement 30a ist als ein Blech ausgebildet. Das Scheibenelement 30a ist aus einem Blech durch Stanzen und Biegen gefertigt. Das Scheibenelement 30a bildet in einem montierten Zustand eine das Scheibenelement 30a in Richtung der Längsmittelachse 12a zu einem Ende hin abschließende Endkappe 44a des Magnetankers 10a aus.
Das Scheibenelement 30a ist dazu vorgesehen, das Stößelelement 14a zumindest in eine entlang der Längsmittelachse 12a verlaufende Richtung des Magnetankers 10a zumindest einseitig zu halten. Das Scheibenelement 30a ist dazu vorgesehen, das Stößelelement 14a zumindest in einer Radialrichtung des Magnetankers 10a relativ zu dem Magnetanker 10a auszurichten. Das Scheibenelement 30a weist eine zentrale Öffnung 76a auf. Die zentrale Öffnung 76a des Scheibenelements 30a ist zumindest zu einer Durchführung des Stößelelements 14a in einem montierten Zustand der Magnetaktorvorrichtung 86a vorgesehen. Das in dem Ausführungsbeispiel der 3 gezeigte Stößelelement 14a weist eine Verjüngung 96a auf. Die Verjüngung 96a bildet eine Schulter 116a aus, welche dazu vorgesehen ist, einen Anschlag für das Scheibenelement 30a zu bilden. Der Anschlag für das Scheibenelement 30a beschränkt eine Bewegung des Stößelelements 14a relativ zu dem Magnetanker 10a in zumindest eine Richtung parallel zu der Längsmittelachse 12a. Alternativ könnte das Stößelelement 14a eine Nut aufweisen, welche dazu vorgesehen ist, das Scheibenelement 30a zumindest teilweise aufzunehmen oder das Stößelelement 14a könnte auch frei von einem Anschlag ausgebildet sein, wodurch eine freie Verschiebung des Stößelelements 14a relativ zu dem Magnetanker 10a in Richtung der Längsmittelachse 12a erlaubt wäre.
Das Scheibenelement 30a weist Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a auf. Die Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a sind dazu vorgesehen, das Scheibenelement 30a relativ zu dem Magnetanker 10a zu positionieren. Die Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a sind dazu vorgesehen, eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung des Scheibenelements 30a mit dem Magnetanker 10a herzustellen. Die Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a sind aus einer Haupterstreckungsebene des Scheibenelements 30a herausgebogen. Die Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a sind um etwa 90° relativ zu einer Haupterstreckungsebene des Scheibenelements 30a gebogen. Die Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a sind in Richtung der Längsmittelachse 12a abgebogen. Die Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a greifen in die Ausnehmung 16a des Magnetankers 10a ein. Die Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a liegen in einem montierten Zustand der Magnetaktorvorrichtung 86a an der Innenwand 32a des Magnetankers 10a an. Das Scheibenelement 30a ist mittels der Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a auf den Magnetanker 10a aufgesteckt. Es ist denkbar, dass die Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a mit dem Magnetanker 10a verklebt oder verschweißt sind. Es ist denkbar, dass das Scheibenelement 30a in einem Produktionsschritt auf den Magnetanker 10a aufgepresst und/oder aufgebogen ist. Hierzu ist denkbar, dass eine Biegung der Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a in ein Inneres des Magnetankers 10a bei dem Aufpressen und/oder Aufbiegen erzeugt wird. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft.
Das Scheibenelement 30a weist Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a auf. Die Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a sind dazu vorgesehen, das Scheibenelement 30a relativ zu dem Stößelelement 14a zu positionieren. Die Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a liegen an dem Umfang 42a des Stößelelements 14a an. Die Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a liegen parallel zu der Haupterstreckungsebene des Scheibenelements 30a. In Kombination mit den Ankerhalteelementen 78a, 80a, 82a sind die Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a dazu vorgesehen, das Stößelelement 14a und den Magnetanker 10a relativ zueinander zu positionieren. In Kombination mit den Ankerhalteelementen 78a, 80a, 82a sind die Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a dazu vorgesehen, das Stößelelement 14a relativ zu dem Magnetanker 10a entlang der Längsmittelachse 12a auszurichten. In Kombination mit den Ankerhalteelementen 78a, 80a, 82a sind die Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a dazu vorgesehen, das Stößelelement 14a mittig in der Ausnehmung 16a des Magnetankers 10a zu positionieren. Die Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a können zudem dazu vorgesehen sein, einen Anschlag für eine durch die Verjüngung 96a ausgebildete Schulter 116a des Stößelelements 14a auszubilden. Dadurch kann vorteilhaft eine Bewegung des Stößelelements 14a relativ zu dem Magnetanker 10a in zumindest eine Richtung eingeschränkt werden. Alternativ ist vorstellbar, dass das Stößelelement 14a relativ zu den Stößelhalteelementen 70a, 72a, 74a, insbesondere entlang beider Richtungen parallel zu der Längsmittelachse 12a, verschiebbar ist.
Das Scheibenelement 30a bildet in einem montierten Zustand Kanalöffnungen 36a, 38a, 40a des Strömungskanals 18a aus. Die zentrale Öffnung 76a des Scheibenelements 30a bildet die Kanalöffnungen 36a, 38a, 40a des Strömungskanals 18a aus. Das Scheibenelement 30a bildet die Strömungsteilkanäle 20a, 22a, 24a aus. Die durch das Scheibenelement 30a gebildeten Strömungsteilkanäle 20a, 22a, 24a weisen eine Kanallänge von zumindest einer Dicke 100a des Scheibenelements 30a auf. Die Kanalöffnungen 36a, 38a, 40a sind jeweils Kanalöffnungen 36a, 38a, 40a der Strömungsteilkanäle 20a, 22a, 24a. Jeweils ein Ankerhalteelement 78a, 80a, 82a und zumindest zwei benachbarte Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a bilden zusammen mit der Oberfläche 34a des Stößelelements 14a zumindest einen Abschnitt der Strömungsteilkanäle 20a, 22a, 24a des Strömungskanals 18a aus. Durch die Biegung der Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a in Richtung der Längsmittelachse 12a entstehen die Kanalöffnungen 36a, 38a, 40a, die einen Durchfluss des Fluids durch das Scheibenelement 30a in Richtung der Längsmittelachse 12a erlauben. Die Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a bilden Bereiche des Scheibenelements 30a aus, an denen kein Durchfluss des Fluids in Richtung der Längsmittelachse 12a möglich ist. Die Stößelhalteelemente 70a, 72a, 74a leiten somit das Fluid zu den Strömungsteilkanälen 20a, 22a, 24a um.
Die Magnetaktorvorrichtung 86a weist ein weiteres Scheibenelement 50a auf. Das weitere Scheibenelement 50a bildet in dem montierten Zustand eine der Endkappe 44a gegenüberliegende Endkappe 46a des Magnetankers 10a aus. Das weitere Scheibenelement 50a ist im Wesentlichen identisch zu dem Scheibenelement 30a ausgebildet. Die Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a des weiteren Scheibenelements 50a sind in eine entgegengesetzte Richtung gebogen wie die Ankerhalteelemente 78a, 80a, 82a des Scheibenelements 30a. Eine Position des in der 3 gezeigten weiteren Scheibenelements 50a relativ zu dem Stößelelement 14a ist mittels eines Spannrings 102a gesichert. Der Spannring 102a bildet einen Anschlag mit den Stößelhalteelementen 70a, 72a, 74a des weiteren Scheibenelements 50a aus. Das Stößelelement 14a weist eine Nut 104a auf, welche dazu vorgesehen ist, den Spannring 102a aufzunehmen. In der gezeigten Ausgestaltung ist das Stößelelement 14a mittels einer Formschlussverbindung unverlierbar und unverschieblich in dem Magnetanker 10a befestigt. Alternativ ist denkbar, dass das Stößelelement 14a relativ zu dem weiteren Scheibenelement 50a entlang der Längsmittelachse 12a frei beweglich ist, das Stößelelement 14a frei von Nuten 104a und die Magnetaktorvorrichtung 86a frei von Spannringen 102a ausgebildet ist.
In den 5 bis 9 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 5 bis 9 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer alternativen Magnetaktorvorrichtung 86b. Die Magnetaktorvorrichtung 86b weist einen Magnetanker 10b auf. Die Magnetaktorvorrichtung 86b weist ein alternatives Stößelelement 14b auf. Das Stößelelement 14b ist als ein Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Die Magnetaktorvorrichtung 86b weist ein Wegsensorelement 62b auf. Das Stößelelement 14b weist das Wegsensorelement 62b auf. Die Kombination aus dem Stößelelement 14b und dem Wegsensorelement 62b ist als ein kombiniertes Metall-Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Das Stößelelement 14b besteht zu einem Großteil aus einem mechanisch stabilen Kunststoff. Das Stößelelement 14b besteht zu einem Großteil aus einem thermisch stabilen Kunststoff. Das Stößelelement 14b besteht zu einem Großteil aus einem ölfesten Kunststoff. Das Stößelelement 14b ist einstückig ausgebildet. Die Kombination aus dem Stößelelement 14b und dem Wegsensorelement 62b ist einteilig ausgebildet.
Der Magnetanker 10b weist eine Ausnehmung 16b auf (vgl. 6), welche zumindest dazu vorgesehen ist, einen Abschnitt des Stößelelements 14b aufzunehmen. Das Stößelelement 14b ist in die Ausnehmung 16b des Magnetankers 10b eingespritzt. Das Stößelelement 14b weist Befestigungselemente 98b auf. Die Befestigungselemente 98b sind als ringförmige Erhebungen in Richtung eines Umfangs 42b des Stößelelements 14b ausgebildet. Die Befestigungselemente 98b sind einstückig mit dem Stößelelement 14b ausgebildet. Der Magnetanker 10b weist Nuten 106b auf. Die Nuten 106b des Magnetankers 10b sind ringförmig entlang einer Innenwand 32b des Magnetankers 10b angeordnet. Die Befestigungselemente 98b sind dazu vorgesehen, in die Nuten 106b des Magnetankers 10b einzugreifen. Die Befestigungselemente 98b und die Nuten 106b des Magnetankers 10b bilden einen Formschluss aus. Die Befestigungselemente 98b sind in die Nuten 106b des Magnetankers 10b eingespritzt. Alternativ kann das alternative Stößelelement 14b frei von Befestigungselementen 98b ausgebildet sein und entlang einer Längsmittelachse 12b des Magnetankers 10b innerhalb des Magnetankers 10b bewegbar sein.
Das Stößelelement 14b füllt in einem montierten Zustand die Ausnehmung 16b des Magnetankers 10b zu einem Großteil aus, abgesehen von während eines Spritzgießens des Stößelelements 14b in das Stößelelement 14b miteingebrachten und sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung 48b des Stößelelements 14b erstreckenden Rinnen 52b (vgl. auch 7). Die Rinnen 52b sind dazu vorgesehen, einen in Richtung der Längsmittelachse 12b des Magnetankers 10b durch den Magnetanker 10b verlaufenden Strömungskanal 18b der Magnetaktorvorrichtung 86b auszubilden. Die Rinnen 52b bilden zusammen mit der Innenwand 32b des Magnetankers 10b Strömungsteilkanäle 20b, 22b, 24b eines Strömungskanals 18b der Magnetaktorvorrichtung 86b aus. Die Strömungsteilkanäle 20b, 22b, 24b verlaufen über einen Großteil der Erstreckung des Magnetankers 10b in der Haupterstreckungsrichtung 48b getrennt voneinander. Das Stößelelement 14b weist drei Rinnen 52b auf. Die Rinnen 52b sind in einer Ansicht parallel zu der Haupterstreckungsrichtung 48b auf einem Kreis 56b um ein Zentrum 58b des Stößelelements 14b in dem Stößelelement 14b angeordnet. Die Rinnen 52b sind regelmäßig voneinander beabstandet. Die Strömungsteilkanäle 20b, 22b, 24b sind in drei Raumrichtungen von dem Stößelelement 14b, bzw. durch die zu dem Strömungsteilkanal 20b, 22b, 24b zugehörige Rinne 52b, sowie in einer weiteren Raumrichtung durch die Innenwand 32b des Magnetankers 10d begrenzt.
Das Stößelelement 14b umfasst ein Antiklebelement 60b. Das Antiklebelement 60b ist einstückig an das Stößelelement 14b angeformt. Das Antiklebelement 60b ist dazu vorgesehen, ein Kleben des Magnetankers 10b an externen, magnetisierbaren Bauteilen zu verhindern. Das Antiklebelement 60b ist als ein in dem montierten Zustand über die Ausnehmung 16b des Magnetankers 10b hinausstehendes Stück des Stößelelements 14b ausgebildet. Das Antiklebelement 60b weist einen maximalen Außendurchmesser 108b auf, welcher größer ist als ein Durchmesser 110b des durch das Stößelelement 14b außerhalb des Magnetankers 10b ausgebildeten Führungselements 66b. Das Antiklebelement 60b bildet einen Anschlag für einen Eisenkreis 90b einer Magnetspule 88b aus, welche dazu vorgesehen ist, durch ein Magnetfeld eine Bewegung des Magnetankers 10b zu erzeugen. Das Antiklebelement 60b ist dazu vorgesehen, einen Mindestabstand zwischen dem Eisenkreis 90b und dem Magnetanker 10b zu bestimmen.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Magnetaktorvorrichtung 86b. In zumindest einem Verfahrensschritt 112b wird der Magnetanker 10b als ein hohlzylinderförmiges, von einem Fluid entlang der Längsmittelachse 12b durchströmbares Eisenteil hergestellt. In zumindest einem Spritzgussschritt 84b wird das Stößelelement 14b in den Magnetanker 10b eingespritzt. In dem Spritzgussschritt 84b wird der Strömungskanal 18b in das Stößelelement 14b mit eingebracht. In dem Spritzgussschritt 84b werden die Strömungsteilkanäle 20b, 22b, 24b des Strömungskanals 18b in das Stößelelement 14b mit eingebracht. In dem Spritzgussschritt 84b wird das Wegsensorelement 62b in das Stößelelement 14b mit eingebracht.
9 zeigt eine schematische Vorderansicht einer weiteren alternativen Magnetaktorvorrichtung 86c. Die Magnetaktorvorrichtung 86c weist einen Magnetanker 10c auf. Die Magnetaktorvorrichtung 86c weist ein alternatives Stößelelement 14c auf. Der Magnetanker 10c weist eine Ausnehmung 16c auf, welche zumindest dazu vorgesehen ist, einen Abschnitt des Stößelelements 14c aufzunehmen. Das Stößelelement 14c ist in die Ausnehmung 16c des Magnetankers 10c eingespritzt. Das Stößelelement 14c füllt in einem montierten Zustand die Ausnehmung 16c des Magnetankers 10c zu einem Großteil aus, abgesehen von während eines Spritzgießens des Stößelelements 14c in das Stößelelement 14c miteingebrachten und sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung 48c des Stößelelements 14c erstreckenden Röhren 54c. Die Röhren 54c sind dazu vorgesehen, einen in Richtung einer Längsmittelachse 12c des Magnetankers 10c durch den Magnetanker 10c verlaufenden Strömungskanal 18c der Magnetaktorvorrichtung 86c auszubilden. Die Röhren 54c bilden Strömungsteilkanäle 20b, 22b, 24b des Strömungskanals 18c der Magnetaktorvorrichtung 86c aus. Die Strömungsteilkanäle 20c, 22c, 24c verlaufen über einen Großteil der Erstreckung des Magnetankers 10c in einer Haupterstreckungsrichtung 48c getrennt voneinander. Das Stößelelement 14c weist drei Röhren 54c auf. Die Röhren 54c sind in einer Ansicht parallel zu der Haupterstreckungsrichtung 48c auf einem Kreis 56c um ein Zentrum 58c des Stößelelements 14c in dem Stößelelement 14c angeordnet. Die Röhren 54c sind regelmäßig voneinander beabstandet. Die Strömungsteilkanäle 20c, 22c, 24c sind in vier Raumrichtungen von dem Stößelelement 14c bzw. durch die zu dem jeweiligen Strömungsteilkanal 20c, 22c, 24c zugehörige Röhre 54c begrenzt. Die Röhren 54c weisen einen runden Querschnitt auf. Alternativ können die Röhren 54c einen ovalen, einen polygonalen oder einen weiteren von einem runden Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweisen. Insbesondere können verschiedene Röhren 54c verschiedene Querschnitte aufweisen.

Claims

Magnetaktorvorrichtung (86a-c), insbesondere Hubmagnetvorrichtung, mit zumindest einem von einem Fluid durchströmbaren Magnetanker (10a-c), welcher zumindest dazu vorgesehen ist, durch eine Wechselwirkung mit einem Magnetfeld zumindest in Richtung einer Längsmittelachse (12a-c) des Magnetankers (10a-c) beschleunigt zu werden, und mit einem Stößelelement (14a-c), welches in dem Magnetanker (10a-c) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (10a-c) eine, insbesondere rotationssymmetrische, Ausnehmung (16a-c) aufweist, welche zumindest dazu vorgesehen ist, zumindest einen Abschnitt des Stößelelements (14a-c) aufzunehmen und zugleich zumindest einen Strömungskanal (18a-c) für das durch den Magnetanker (10a-c) durchströmende Fluid auszubilden.
Magnetaktorvorrichtung (86a-c) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (16a-c) linear entlang der Längsmittelachse (12a-c) des Magnetankers (10a-c) und/oder zentral durch den Magnetanker (10a-c) verläuft.
Magnetaktorvorrichtung (86a-c) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (18a-c) zumindest teilweise durch den Magnetanker (10a-c) und zumindest teilweise durch das Stößelelement (14a-c) begrenzt ist.
Magnetaktorvorrichtung (86a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (18a-c) zumindest abschnittsweise in eine Mehrzahl von getrennt voneinander verlaufenden Strömungsteilkanälen (20a-c, 22a-c, 24a-c) unterteilt ist.
Magnetaktorvorrichtung (86a-c) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsteilkanäle (20a-c, 22a-c, 24a-c) exzentrisch zu der Längsmittelachse (12a-c) des Magnetankers (10a-c) angeordnet sind.
Magnetaktorvorrichtung (86a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (16a-c) zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und einen Innendurchmesser (26a-c) aufweist, der größer ist als 20 % eines minimalen Außendurchmessers (28a-c) des Magnetankers (10a-c).
Magnetaktorvorrichtung (86a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Scheibenelement (30a), welches dazu vorgesehen ist, zumindest in einem montierten Zustand einen Abstand (94a) zwischen einer Innenwand (32a) der Ausnehmung (16a) und einer Oberfläche (34a) des Stößelelements (14a) festzulegen.
Magnetaktorvorrichtung (86a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein Scheibenelement (30a), welches dazu vorgesehen ist, das Stößelelement (14a) in zumindest eine Richtung entlang der Längsmittelachse (12a) des Magnetankers (10a) zumindest einseitig zu halten.
Magnetaktorvorrichtung (86a) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (30a) spanlos gefertigt ist.
Magnetaktorvorrichtung (86a) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (30a) zumindest in einem montierten Zustand zumindest eine Kanalöffnung (36a, 38a, 40a) des Strömungskanals (18a) ausbildet.
Magnetaktorvorrichtung (86a) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (30a) eine Antiklebscheibe ausbildet.
Magnetaktorvorrichtung (86a) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (30a) zumindest ein Ankerhalteelement (78a, 80a, 82a) aufweist, welches zumindest teilweise in die Ausnehmung (16a) des Magnetankers (10a) eingreift.
Magnetaktorvorrichtung (86a) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (30a) zumindest ein Stößelhalteelement (70a, 72a, 74a) aufweist, welches an einem Umfang (42a) des Stößelelements (14a) anliegt.
Magnetaktorvorrichtung (86a) nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerhalteelement (78a, 80a, 82a) und zumindest zwei benachbarte Stößelhalteelemente (70a, 72a, 74a) zusammen mit der Oberfläche (34a) des Stößelelements (14a) zumindest einen Abschnitt eines Strömungsteilkanals (20a, 22a, 24a) des Strömungskanals (18a) ausbilden.
Magnetaktorvorrichtung (86a) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (30a) in einem montierten Zustand eine Endkappe (44a) des Magnetankers (10a) ausbildet.
Magnetaktorvorrichtung (86a) zumindest nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein weiteres Scheibenelement (50a), welches in dem montierten Zustand eine der Endkappe (44a) gegenüberliegende Endkappe (46a) des Magnetankers (10a) ausbildet.
Magnetaktorvorrichtung (86b; 86c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stößelelement (14b; 14c) als Kunststoffspritzgussteil oder als kombiniertes Metall-Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist.
Magnetaktorvorrichtung (86b; 86c) zumindest nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Stößelelement (14b; 14c) in die Ausnehmung (16b; 16c) des Magnetankers (10b; 10c) eingespritzt ist.
Magnetaktorvorrichtung (86b; 86c) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Stößelelement (14b; 14c) in einem montierten Zustand zumindest abschnittsweise die Ausnehmung (16b; 16c) des Magnetankers (10b; 10c) zumindest zu einem Großteil ausfüllt, abgesehen von zumindest einer während eines Spritzgießens des Stößelelements (14b; 14c) in das Stößelelement (14b; 14c) miteingebrachten und sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung (48b; 48c) des Stößelelements (14b; 14c) erstreckenden Röhre (54c) und/oder Rinne (52b).
Magnetaktorvorrichtung (86b; 86c) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Stößelelement (14b;14c) zumindest zwei Röhren (54c) und/oder Rinnen (52b) aufweist, welche in einer Ansicht parallel zu der Haupterstreckungsrichtung (48b; 48c) auf einem Kreis (56b; 56c) um ein Zentrum (58b; 58c) des Stößelelements (14b; 14c) in dem Stößelelement (14b; 14c) angeordnet sind.
Magnetaktorvorrichtung (86b; 86c) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Stößelelement (14b; 14c) zumindest ein einstückig angeformtes Antiklebelement (60b; 60c) umfasst, welches dazu vorgesehen ist, ein Kleben des Magnetankers (10b; 10c) an externen, magnetisierbaren Bauteilen zu verhindern.
Magnetaktorvorrichtung (86a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stößelelement (14a-c) ein Wegsensorelement (62a-c) umfasst.
Magnetisch betätigbares Ventil (64a-c), insbesondere durch einen Hubmagnet gesteuertes Schieberventil, mit einer Magnetaktorvorrichtung (86a-c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stößelelement (14a-c) ein Führungselement (66a-c) zu einer Führung eines Ventilelements (68a-c), insbesondere eines Ventilschiebers, ausbildet.
Verfahren mit einer Magnetaktorvorrichtung (86a-c) nach einem der Ansprüche 1 bis 22 oder mit einem magnetisch betätigbaren Ventil (64a-c) nach Anspruch 23.
Verfahren zur Herstellung einer Magnetaktorvorrichtung (86b; 86c) nach einem der Ansprüche 1 bis 22 oder zur Herstellung eines magnetisch betätigbaren Ventils (64b; 64c) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Spritzgussschritt (84b; 84c) das Stößelelement (14b; 14c) in den Magnetanker (10b; 10c) eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spritzgussschritt (84b; 84c) der Strömungskanal (18b; 18c) und/oder Strömungsteilkanäle (20b, 22b, 24b; 20c, 22c, 24c) des Strömungskanals (18b; 18c) in das Stößelelement (14b; 14c) mit eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spritzgussschritt (84b; 84c) ein Wegsensorelement (62b; 62c) in das Stößelelement (14b; 14c) mit eingebracht wird.